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光栅衍射测波长

若发现左右两侧光谱线不在同一水平线上(如上图1),说 明光珊刻痕与分光计中心轴不平行。可调节螺丝G3,使两 侧谱线处于同一水平线上(如上图2)。
3.测量谱线的衍射角 转动望远镜,测量绿、黄1、黄2光的
k=2级谱线的衍射角。重复测量一次。
d sink k
Hg光谱
2.将汞灯绿光谱线波长546.1nm和绿光2级谱线衍射角代入光 栅方程,求出光栅常数(以mm为单位,填入表中)。
2.调节光栅 ⑴如左图,将光栅放在载物台中
部,使光栅直立在调平螺丝G1、G2 连 线的⑵中调垂节线光上栅。平面与平行光管光轴
垂直。
正负对应谱线衍射角差值要小。
⑶调节G3的高度,使中央明纹两侧的光谱线等高。具体调 节方法如下:
转动望远镜,观察汞灯光谱。中央零级(k=0)为白色亮 线,两边均可看到分立的一紫、一绿、两黄共四条彩色谱线。
紫色λ=435.8nm, 绿色λ=546.1nm, 黄色 =5177.0nm, 黄色 =5 279.1nm,并且在中央明纹两侧对称 分布。
二. 实验内容
1.分光计的调节 ⑴ 调节望远镜聚焦于无穷远。 ⑵ 调节望远镜光轴与仪器中心轴线正交。 ⑶ 调节平行光管出射平行光且光轴与仪器转轴正交。
实验中强调:放平面镜时,亮“+”字像清楚且与分 划板上方的黑“+”字重合。去掉平面镜后,移动狭缝使 亮线清晰且居中。
实验题目:
光栅衍射测波长
注 意:
1.明天交实验报告,晚交不收。 2.切忌手摸或擦拭光栅表面,实验后 交回并接受检查。
指导教师:罗树范
一. 实验原理
光栅是由一组大量、平行、等宽、等间距、紧密排列的狭缝的一 种光学元件。
过去制作光栅都是在精密的刻线机上用金刚钻在玻璃表面刻出许 多平行等距刻痕做成原刻光栅。实验室中通常使用的是复制光栅和 全息光栅。
式中,入为光波波长,
为明k 条纹的级数, 是第k 级明k纹的衍射角。
Hg光谱
d sink k
2.如果入射光不是单色光 衍射后不同波长光的零级明纹重叠在一起,
形成中央明纹; 其他各级依次 排列。这样就将复色光分解成了单色光。
如低压汞灯的一级衍射光谱由四条特征谱线组 成:
3.将求得的光栅常数和黄光1、黄光2的2级谱线衍射角代入 光栅方程,求出相应的波长和相对误差,填入表中。
【注意事项】
1.光栅是精密光学元件,容易损坏,不要自己拧螺丝。切忌手摸或擦 拭其光学表面。实验后交回。
2.汞灯在关闭后不要立即打开,需冷却后再开启。
刻痕宽度为a, 刻痕间距为b , 光栅常数 d= a+b 。
1.以平行单色光垂直照射光栅
透过各狭缝的光线因多缝衍射效应,会向 各方向传播。衍射光线与光栅法线之间的夹 角称为衍射角。透射光在某个方向上由于光 振动的加强而在该方向产生一个亮条纹(明 纹)。衍射光谱中明纹的位置由光栅方程确 定:
dsink k (k0、 1 、 2、 3)
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