大学物理衍射光栅实验报告
大学物理实验报告系列之衍射光栅
【实验名称】衍射光栅【实验目的】1．观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律。
2．进一步熟悉分光计的调节和使用。
3．学会测定光栅的光栅常数、角色散率和汞原子光谱部分特征波长。
【实验仪器】JJY1′型分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等【实验原理】1．衍射光栅、光栅常数图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度，b为透明狭缝宽度。
d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
图40-1 图40-2 光栅衍射原理图图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度，b为透明狭缝宽度。
d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
2．光栅方程、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为：ϕϕsinsin)(dba=+=∆式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b为光栅常数，若在光栅片上每厘米刻有n条刻痕，则光栅常数nba1)(=+cm。
ϕ为衍射角。
当衍射角ϕ满足光栅方程：λϕkd=sin( k =0，±1，±2…) （40-1）时，光会加强。
式中λ为单色光波长，k是明条纹级数。
如果光源中包含几种不同波长的复色光，除零级以外，同一级谱线将有不同的衍射角ϕ。
因此，在透镜焦平面上将出现按波长次序排列的谱线，称为光栅光谱。
相同k值谱线组成的光谱为同一级光谱，于是就有一级光谱、二级光谱……之分。
图40-3为低压汞灯的衍射光谱示意图，它每一级光谱中有4条特征谱线：紫色λ1= 435．8nm，绿色λ2=546．1nm，黄色两条λ3= 577．0nm和λ4=579．1nm。
3．角色散率(简称色散率)从光栅方程可知衍射角ϕ是波长的函数，这就是光栅的角色散作用。
衍射光栅的色散率定义为：λϕ∆∆=D上式表示，光栅的色散率为同一级的两谱线的衍射角之差∆ϕ与该两谱线波长差∆λ的比值。
通过对光栅方程的微分，D可表示成：dkdkD≈=ϕcos（40-2）由上式可知，光栅光谱具有以下特点：光栅常数d愈小(即每毫米所含光栅刻线数目越多)角色散愈大；高级数的光谱比低级数的光谱有较大的角色散；衍射角ϕ很小时，式（40-2）中的1cos≈ϕ，色散率D可看作一常数，此时∆ϕ与∆λ成正比，故光栅光谱称匀排光谱。
11大学物理实验光栅衍射
三、数据处理
计算绿光、黄1和黄2三种波长成分的衍射角 及不确定度，正确表示结果。 （分光计测量角度时，B类不确定度取1分） 以绿光的衍射角计算光栅常数d及其不确定度， 正确表示结果（绿光波长为546.1nm） 。
cos d 2 sin
使用上一步计算出的光栅常数和两条黄线的 衍射角计算黄光的波长，并与已知值(p369) 比较，计算定值误差。
光栅衍射
衍射光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的 光学元件，由大量相互平行、等宽、等间距的 狭缝或刻痕所组成。由于光栅具有较大的色散 率和较高的分辨本领，它已被广泛地装配在各 种光谱仪器中。
光栅按不同分类方法可分为透射型和反射型光 栅或振幅型和位相型光栅，本实验使用的是透 射型振幅光栅。
一、实验原理
注意，测量之前务必把望远镜与外刻度盘固 定在一起。
测量衍射角 以绿光为例，转动望远镜，使-1级与分划板 垂线重合，读角位置θ1和θ′1，再测+1级角位 置θ2和θ′2，则1级绿光的衍射角θ为：
1 1 2 1 2 4
测量时，从最右端的黄2光开始，依次测黄2、 黄1，绿光，· · · · · · 直到最左端的黄2光，重复 测量三次。
1、光栅分光原理 光栅透光部分宽为a， 不透光部分宽为b， d=a+b称为光栅常数。
a
d
b
波长为λ的单色平行光垂直照射光栅时，出射角 θ满足如下光栅方程时，得到衍射主极大。
d sin k
(k 0,1,2)
光栅常数d，波长λ以及衍射角θ三个量，已知其 中两个，则第三个可由光栅方程求得。
Leabharlann 黄123 1
黄2
2 3
本实验用分光计的准直管获得平行光，垂直照 射光栅后的衍射图样通过望远镜的物镜聚焦到 分划板上，进行观察和读数。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告一、实验目的：1.了解光栅的分光特性2.测量光栅常量二、实验用具：分光仪、平面透射光栅、平面反射镜、低压汞灯三、实验原理：光栅是在空间上具有周期性的栅状物，并作为衍射元件的光学元件。
从产生衍射的机制上，光栅可分为振幅型和相位型两种。
振幅型光栅是利用栅状物的透过率（或反射率）对入射光振幅在空间上进行调制，相位型光栅则是利用栅状物对入射光的相位在空间上进行调制。
通常在光谱仪器中所用的光栅是振幅型的。
振幅型光栅多为面光栅。
根据振幅型光栅的形状又可分为平面光栅和凹面光栅。
目前常用的栅状物透过率有正弦型（理想的全息光栅）和二元型（平行、等宽、等间距的刻痕）两种。
振幅型光栅又分透射和反射两种类型。
本实验使用的是透射型的全息光栅。
二元光栅是平行等宽、等间距的多狭缝，它的分光原理如图所示狭缝S处于透镜L1的焦平面上，并认为它是无限细的；G是衍射光栅，它有N个宽度为a的狭缝，相邻狭缝间不透明部分的宽度为b。
如果自透镜L1出射的平行光垂直照射在光栅上，透镜L2将与光栅法线成θ角的光会聚在焦平面上的P点。
光栅在θ方向上有主干涉极大的条件为(a+b)sin θ=kλ这就是垂直入射条件下的光栅方程，式中，k为光谱的级次、λ是波长、θ是衍射角、（a+b）是光栅常量。
光栅常量通常用d表示，d=a+b。
当入射光不是垂直照射在光栅上，而是与光栅的法线成φ角时，光栅方程变为d(sin φ±sin θ)=kλ式中“+”代表入射光和衍射光在法线同侧，“-”代表在法线两侧。
光栅的衍射角θ仍定义为与光栅表面法线的夹角。
在复色光以相同的入射角照射到光栅，不同波长的光对应有不同的θ角，也就是说在经过光栅后，不同波长的光在空间角方向上被分开了，并按一定的顺序排列。
这就是光栅的分光原理。
四、实验操作1、按照“分光仪的原理与调节”中的方法将分光仪调节到可以用于测量的状态；2、调节光栅将光栅按如图所示方式放置在载物台上光栅平面与V1、V3的连线垂直。
光栅衍射实验实验报告doc
光栅衍射实验实验报告.doc 光栅衍射实验实验报告一、实验目的1.通过实验观察光栅衍射现象，了解光栅衍射的原理和特点。
2.掌握光栅方程，能够利用光栅方程计算不同级次的衍射角。
3.学习使用分光计进行角度测量，提高实验技能和数据处理能力。
二、实验原理光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学元件，当一束平行光垂直照射在光栅上时，会发生衍射现象。
光栅衍射的原理是多缝衍射和单缝衍射的结合，通过光栅方程可以描述不同级次的衍射角与波长之间的关系。
光栅方程为：d(sinθ ± sinφ) = mλ其中，d 为光栅常数，即相邻两狭缝之间的距离；θ 为衍射角；φ 为入射角；m 为衍射级次，可以是正整数或负整数；λ 为入射光的波长。
三、实验步骤1.调整分光计，使平行光管发出平行光，并调整光栅位置，使平行光垂直照射在光栅上。
2.观察光栅衍射现象，可以看到在屏幕上出现了一系列明亮的衍射条纹。
3.转动分光计上的望远镜，对准某一衍射条纹，记录此时望远镜的角度读数。
4.重复步骤3，对准不同级次的衍射条纹，记录相应的角度读数。
5.根据光栅方程，计算不同级次的衍射角。
6.分析实验数据，得出实验结论。
四、实验结果与数据分析实验中观察到了多个级次的衍射条纹，记录了不同级次衍射条纹对应的望远镜角度读数如下表所示：通过对比计算值和实验值可以发现，两者之间的误差较小，说明实验结果较为准确。
同时，不同级次的衍射角随着级次的增加而增加，符合光栅方程的规律。
五、实验结论本次实验通过观察光栅衍射现象，了解了光栅衍射的原理和特点。
掌握了光栅方程，能够利用光栅方程计算不同级次的衍射角。
同时，学习了使用分光计进行角度测量，提高了实验技能和数据处理能力。
实验结果较为准确，验证了光栅方程的正确性。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告一、实验目的1、了解衍射光栅的工作原理。
2、测量衍射光栅的光栅常数。
3、观察衍射条纹的特征，并研究其与光栅参数的关系。
二、实验原理衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它可以将入射的单色平行光分解成不同方向的衍射光。
当一束平行光垂直入射到光栅上时，在光栅的后面会出现一系列明暗相间的条纹，这些条纹称为衍射条纹。
根据光栅衍射方程：＄d\sin\theta ＝ k\lambda$（其中$d$为光栅常数，＄＼theta$为衍射角，＄k$为衍射级数，＄＼lambda$为入射光波长），通过测量衍射角$＼theta$和已知的入射光波长$＼lambda$，可以计算出光栅常数$d$。
三、实验仪器1、分光计2、衍射光栅3、钠光灯四、实验步骤1、调整分光计粗调：使望远镜和平行光管大致水平，载物台大致与分光计中心轴垂直。
细调：通过调节望远镜的目镜和物镜，使能够清晰地看到叉丝和小十字像；调节平行光管的狭缝宽度，使通过狭缝的光形成清晰的像。
2、放置衍射光栅将衍射光栅放置在载物台上，使光栅平面与分光计中心轴平行。
3、观察衍射条纹打开钠光灯，使平行光垂直入射到光栅上，在望远镜中观察衍射条纹。
调节望远镜的位置和角度，使能够清晰地看到中央明纹和各级衍射条纹。
4、测量衍射角选择左右两侧的某一级衍射条纹（如第一级），分别测量其对应的衍射角。
转动望远镜，使叉丝对准衍射条纹的中心，读取两个游标的读数。
然后将望远镜转向另一侧，对准同一级衍射条纹的中心，再次读取游标的读数。
两次读数之差即为衍射角的两倍。
5、重复测量对同一级衍射条纹进行多次测量，取平均值以减小误差。
6、更换光栅，重复实验五、实验数据及处理1、实验数据记录｜衍射级数｜左侧游标读数（°）｜右侧游标读数（°）｜衍射角（°）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜285°10′ ｜105°20′ ｜39°55′ ｜｜ 1 ｜284°50′ ｜105°40′ ｜40°05′ ｜｜ 1 ｜285°00′ ｜105°30′ ｜40°00′ ｜2、数据处理计算衍射角的平均值：＄＼theta ＝＼frac{39°55′ ＋40°05′ ＋40°00′｝｛3} ＝40°00′＄将衍射角转换为弧度：＄＼theta ＝ 40°＼times ＼frac{＼pi}｛180} ＼approx 0698$（弧度）已知钠光灯的波长$＼lambda ＝ 5893$nm，根据光栅衍射方程$d\sin\theta ＝ k\lambda$，＄k ＝ 1$，可得光栅常数$d ＝＼frac{＼lambda}｛＼sin\theta} ＼approx 167\times10^｛－6}＄m六、误差分析1、分光计的调节误差：分光计没有调节到完全准确的状态，可能导致测量的衍射角存在偏差。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告引言：光学作为一门重要的学科，一直以来都备受科学家和研究者的关注。
光的性质和行为一直是人们研究的热点，而衍射光栅实验则是光的一种重要性质的研究方法之一。
本次实验旨在通过衍射光栅实验，探究光的衍射现象以及利用光栅实现光的分光。
一、实验背景及目的：1.实验背景光的衍射是光波在通过物体边缘或孔道时发生偏转的现象，是光的波动性的一种重要表现。
而光栅则是一种能够实现光的分光效果的光学元件，广泛应用于物理、化学、生物和医学等领域。
2.实验目的通过衍射光栅实验，我们可以深入了解光的波动性质以及衍射的规律。
同时，通过实验可以掌握光栅的基本原理，了解光栅作为一种重要的光学仪器在实际应用中的价值。
二、实验原理：实验中使用的光栅是一种具有周期性微结构的透明衍射光学元件。
当光波通过光栅时，会在光栅的微结构上发生衍射作用。
同时，由于光栅的特殊结构，光波会被分解为多束光，形成我们所称的光的分光效果。
三、实验步骤及结果：1.实验步骤（1）将光源与准直镜置于光学台上，调整角度使光线垂直且尽可能平行。
（2）将准直后的光线照射到光栅上，并调整观察台上的三脚架，使其正对光栅。
（3）用准直镜观察被光栅照射的投影器上的光斑，记录观察到的光斑形状和颜色。
（4）改变光源与观察台之间的距离，再次观察并记录光斑的形状和颜色。
2.实验结果根据实验步骤进行观察和记录，我们可以观察到不同距离下的光斑形状和颜色的变化。
通过观察光栅实验，我们可以清楚地看到光的衍射现象，而且可以发现光的波动性质。
四、实验数据分析：通过实验结果的观察和记录，我们可以发现，随着光源与观察台之间的距离增加，光斑的形状会发生变化。
这是由于光波通过光栅时，光波在光栅的微结构上发生衍射，从而形成了不同角度的衍射光束。
当光源与观察台之间的距离适当时，我们可以观察到清晰的衍射光斑。
衍射光斑的颜色也是实验中的一个重要观察指标。
我们可以发现，不同角度的衍射光束具有不同的颜色。
光栅衍射实验报告（完整版）
4.10光栅的衍射【实验目的】(1)进一步熟悉分光计的调整与使用;(2)学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法; (3)加深理解光栅衍射公式及其成立条件。
【实验原理】衍射光栅简称光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散的一种光学元件。
它实际上是一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝，通常分为透射光栅和平面反射光栅。
透射光栅是用金刚石刻刀在平面玻璃上刻许多平行线制成的，被刻划的线是光栅中不透光的间隙。
而平面反射光栅则是在磨光的硬质合金上刻许多平行线。
实验室中通常使用的光栅是由上述原刻光栅复制而成的，一般每毫米约250~600条线。
由于光栅衍射条纹狭窄细锐，分辨本领比棱镜高，所以常用光栅作摄谱仪、单色仪等光学仪器的分光元件，用来测定谱线波长、研究光谱的结构和强度等。
另外，光栅还应用于光学计量、光通信及信息处理。
1．测定光栅常数和光波波长光栅上的刻痕起着不透光的作用，当一束单色光垂直照射在光栅上时，各狭缝的光线因衍射而向各方向传播，经透镜会聚相互产生干涉，并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。
如图1所示，设光栅常数d=AB 的光栅G ，有一束平行光与光栅的法线成i 角的方向，入射到光栅上产生衍射。
从B 点作BC 垂直于入射光CA ，再作BD 垂直于衍射光AD ，AD 与光栅法线所成的夹角为ϕ。
如果在这方向上由于光振动的加强而在F 处产生了一个明条纹，其光程差CA +AD 必等于波长的整数倍，即： ()s i ns i n d i m ϕλ±= （1）式中，λ为入射光的波长。
当入射光和衍射光都在光栅法线同侧时，（1）式括号内取正号，在光栅法线两侧时，（1）式括号内取负号。
如果入射光垂直入射到光栅上，即i=0，则（1）式变成：sin m d m ϕλ= （2）这里，m =0，±1，±2，±3，…，m 为衍射级次，ϕm 第m 级谱线的衍射角。
图1 光栅的衍射2．用最小偏向角法测定光波波长如图2所示，波长为λ的光束入射在光栅G 上，入射角为i ，若与入射线同在光栅 法线n 一侧的m 级衍射光的衍射角为沪，则由式(1)可知()s i ns i n d i m ϕλ±= （3）若以△表示入射光与第m 级衍射光的夹角，称为偏向角，i ϕ∆=+ （4）显然，△随入射角i 而变，不难证明i ϕ=时△为一极小值，记作δ，称为最小偏向角。
体光栅实验报告总结(3篇)
第1篇实验名称光栅衍射实验实验日期[实验日期]实验地点[实验地点]实验人员[实验人员姓名]实验目的1. 理解光栅衍射的基本原理。
2. 掌握分光计的使用方法。
3. 通过实验测定光栅常数和光波波长。
4. 加深对光栅衍射公式及其成立条件的理解。
实验原理光栅衍射是利用光栅的多缝衍射原理使光发生色散的现象。
光栅由大量平行等距的狭缝组成，当单色光垂直照射到光栅上时，各狭缝的光线发生衍射，并在透镜的焦平面上形成明暗相间的衍射条纹。
通过测量这些条纹的位置，可以计算出光栅常数和光波波长。
实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 照相机或屏幕用于记录衍射条纹5. 秒表或计时器实验步骤1. 将光栅固定在分光计的载物台上，调整分光计，使其能够垂直照射到光栅上。
2. 打开低压汞灯，调整光栅和透镜的位置，确保光线能够通过光栅。
3. 调整分光计，记录衍射条纹的位置，特别是在主极大附近的位置。
4. 改变光栅的角度，重复步骤3，记录不同角度下的衍射条纹位置。
5. 利用光栅衍射公式计算光栅常数和光波波长。
实验结果与分析在实验中，我们测量了多个角度下的衍射条纹位置，并计算了光栅常数和光波波长。
以下是实验结果的分析：1. 光栅常数：通过测量不同角度下的衍射条纹位置，我们得到了光栅常数d的值。
光栅常数的测量结果与理论值相符，表明实验装置的稳定性良好。
2. 光波波长：利用光栅衍射公式，我们计算了光波波长λ。
实验测量的波长值与理论值基本一致，说明实验方法的有效性。
3. 衍射条纹：在实验中观察到的衍射条纹清晰可见，且明暗分明。
这表明光栅的衍射效果良好，实验条件控制得当。
实验讨论1. 误差分析：在实验过程中，可能存在一些误差来源，如分光计的调整误差、测量工具的精度等。
这些误差可能会对实验结果产生影响。
2. 实验改进：为了提高实验精度，可以考虑以下改进措施：- 使用更高精度的测量工具，如更精确的计时器。
- 优化分光计的调整方法，减少调整误差。
光栅衍射实验报告建议(3篇)
第1篇一、实验名称光栅衍射实验二、实验目的1. 理解光栅衍射的基本原理，包括光栅方程及其应用。
2. 掌握分光计的使用方法，包括调整和使用技巧。
3. 学习如何通过实验测定光栅常数和光波波长。
4. 加深对光栅光谱特点的理解，包括色散率、光谱级数和衍射角之间的关系。
三、实验原理光栅是由大量平行、等宽、等间距的狭缝（或刻痕）组成的光学元件。
当单色光垂直照射到光栅上时，各狭缝的光波会发生衍射，并在光栅后方的屏幕上形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这些条纹的形成是由于光波之间的干涉作用。
根据光栅方程，可以计算出光栅常数和光波波长。
四、实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 光栅常数测量装置5. 光栅波长测量装置五、实验步骤1. 准备工作：检查实验仪器是否完好，了解各仪器的使用方法和注意事项。
2. 调节分光计：根据实验要求，调整分光计，使其达到最佳状态。
3. 放置光栅：将光栅放置在分光计的载物台上，确保其垂直于入射光束。
4. 调节光源：调整低压汞灯的位置，使其发出的光束垂直照射到光栅上。
5. 观察衍射条纹：通过分光计的望远镜观察光栅后的衍射条纹。
6. 测量衍射角：使用光栅常数测量装置，测量衍射条纹的角宽度。
7. 计算光栅常数和光波波长：根据光栅方程，计算光栅常数和光波波长。
8. 重复实验：重复上述步骤，至少进行三次实验，以确保实验结果的准确性。
六、实验数据记录1. 光栅常数（d）：单位为纳米（nm）。
2. 光波波长（λ）：单位为纳米（nm）。
3. 衍射角（θ）：单位为度（°）。
七、实验结果与分析1. 计算光栅常数和光波波长：根据实验数据，计算光栅常数和光波波长。
2. 分析实验结果：比较实验结果与理论值，分析误差产生的原因，如仪器误差、操作误差等。
3. 讨论实验现象：讨论光栅衍射条纹的特点，如条纹间距、亮度等。
八、实验结论1. 通过实验，验证了光栅衍射的基本原理。
2. 掌握了分光计的使用方法，提高了实验操作技能。
光栅衍射实验实验报告
光栅衍射实验实验报告摘要：本实验通过搭建光栅衍射实验装置，观察和研究光栅衍射现象。
通过测量不同光栅的刻线间距和测得光束角度的数据，分析了光栅衍射实验的原理，验证了布拉格衍射定律，并通过实验结果得出了光波的波长。
引言：光是一种波动现象，在经过光栅时会产生衍射现象，这一现象在物理学中被广泛应用。
本实验通过搭建光栅衍射实验装置，利用单缝、干涉斑及多缝的光栅衍射，探究光栅衍射的规律与原理。
一、实验装置及原理实验装置包括一束连续可调节波长的激光器、光栅、狭缝、光屏、经纬仪、转角仪等。
实验原理为光分裂、衍射、干涉叠加等。
二、实验步骤1.调节激光器，使其波长尽量接近绿光的波长。
2.将激光器射出的光线置于平行于光栅的平面上，并使之通过光栅。
3.调整光屏的位置，使光线通过光栅后落在光屏上，观察到衍射图样。
4.用经纬仪测量光栅与光屏之间的距离，并记录下相关数据。
5.用转角仪测量光栅条纹与光轴之间夹角，并记录下相关数据。
6.通过实验数据计算出光波的波长。
三、实验结果与分析(插入关系图)由图可得出光栅的衍射角度与光栅的条纹间距d和波长λ之间的关系为sinα=nλ/d，即布拉格衍射定律。
通过实验数据计算得光波的波长为λ=XXnm。
四、实验误差分析1.仪器误差：由于实验仪器本身的精确度限制，导致实验结果可能存在偏差。
2.人为误差：在实验过程中，操作人员的主观因素也可能引起误差。
3.光源波长的不确定性：实验中所用激光器的波长虽然可以调节，但是其波长并没有绝对确定的数值，这也会对实验结果产生一定的影响。
五、结论本实验通过光栅衍射实验装置的搭建，观察和研究了光栅衍射现象。
通过测量不同光栅的刻线间距和测得光束角度的数据，验证并得出了布拉格衍射定律，并计算得到了光波的波长。
实验结果与理论值较为接近，结果可靠性较高。
六、实验改进意见1.提高仪器精度：选择更高精度的实验仪器，减小仪器误差。
2.调节光源：使用更精确的光源，可以提高实验结果的准确性。
光栅衍射实验报告2篇
光栅衍射实验报告2篇第一篇：光栅衍射实验报告一、实验目的1.了解光栅的基本原理和基础知识；2.学习使用光栅进行衍射测量实验；3.观察衍射图案，研究光栅线数、孔径大小与衍射现象的关系。
二、实验原理光栅是一种具有大量平行排列的狭缝的透光器件，如图1所示。
当光从光栅上方照射时，一部分光从缝孔中穿过后，经过衍射和干涉作用，投射到屏幕上，形成一系列亮暗条纹，叫做光栅的衍射色散谱。
图1 光栅原理和结构示意图光栅的强度分布和衍射强度分布有密切关系，其公式为：I = I0 (sin β / β)2 (sin Nα / sin α)2其中 I 为衍射光强度， I0 为入射光强度，β 为光栅的透明度，β0 为光栅的不透明度， N为衍射级数，Nλ=d sinθ， d 为光栅缝孔间距，θ为衍射角度，α 为α +β = φ / 2，φ 为出射角度。
实验中，我们需要观察光栅表面处有多少条平行排列的缝孔数量，并测量每个缝孔的尺寸。
此外，还需要测量衍射色散谱中最亮的几条谱线的角度，并计算出衍射级数和波长λ。
三、实验步骤1.将光源置于光栅正上方，让光射入光栅缝孔中，经过衍射后在屏幕上形成条纹图案；2.用微距目镜观察光栅上的缝孔及间距，并测量缝孔的尺寸；3.将屏幕置于光栅下方，使其与光栅进一步靠近，并选择一条清晰的谱线测量该谱线与光栅法线的夹角，并记录下来；4.测量其他谱线的夹角，并计算出衍射级数和波长λ。
四、实验结果与分析1.缝孔尺寸与光栅衍射色散谱的关系根据实验结果，我们可以发现，缝孔尺寸与光栅的衍射色散谱是密切相关的。
当缝孔尺寸增大时，衍射图案变得模糊，且亮度变弱；当缝孔尺寸减小时，色散谱变得更为清晰，且亮度更强。
2.光栅线数与衍射现象的关系我们还发现，在相同缝孔尺寸的情况下，光栅线数越高，衍射图案的亮度越强；反之，光栅线数越低，则衍射图案的亮度越弱。
3.衍射级数与波长的关系根据实验数据的测量结果，我们可以得出较好的结果，衍射级数与波长的关系可表示为Nλ=d sinθ，当缝孔距离一定时，由a sinθ = nλ较易得到λ；对于衍射级数较高的谱线来说，λ的误差会较大，应将其作为参考值。
衍射光栅的实验报告
一、实验目的1. 理解衍射光栅的工作原理和光栅衍射现象；2. 掌握使用分光计测量光栅常数和光波波长的原理和方法；3. 深入理解光栅衍射公式及其成立条件；4. 通过实验验证光栅衍射理论，提高实验操作技能。
二、实验原理光栅是一种利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。
光栅实际上是一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝，分为透射光栅和平面反射光栅。
当一束单色光垂直照射在光栅上时，各狭缝的光线因衍射而向各方向传播，经透镜会聚相互产生干涉，并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。
光栅常数d是光栅上相邻两狭缝之间的距离，光栅衍射公式为：d sinθ = mλ其中，θ为衍射角，m为衍射级次，λ为光波波长。
三、实验仪器与设备1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 平面光栅夹具5. 望远镜6. 光具座四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，并确保望远镜与光栅夹具垂直；2. 将光栅固定在光栅夹具上，并将光栅夹具放置在光具座上；3. 打开低压汞灯，调整望远镜对准光栅；4. 观察望远镜中的光栅衍射光谱，记录衍射条纹的位置；5. 逐渐改变光栅与望远镜的相对位置，观察衍射条纹的变化，记录相应的数据；6. 利用光栅常数和光栅衍射公式计算光波波长；7. 重复以上步骤，进行多次实验，以减小误差。
五、实验结果与分析1. 实验数据（1）光栅常数d：a = 0.05 mm，b = 0.02 mm，d = a + b = 0.07 mm（2）衍射角θ：实验测得第一级衍射条纹的衍射角为θ1，第二级衍射条纹的衍射角为θ2；（3）光波波长λ：根据光栅衍射公式，计算得到光波波长λ1、λ2。
2. 结果分析通过实验，我们得到了光栅常数、衍射角和光波波长的数据。
将实验数据与理论计算值进行比较，可以发现实验结果与理论值基本一致，说明光栅衍射理论是正确的。
六、实验结论1. 光栅衍射实验验证了光栅衍射理论，加深了对光栅工作原理的理解；2. 通过实验，掌握了使用分光计测量光栅常数和光波波长的原理和方法；3. 提高了实验操作技能，为后续实验打下了基础。
衍射光栅实验实验报告
衍射光栅实验实验报告衍射光栅实验报告摘要：本实验旨在通过研究衍射现象，了解光的波动性质，并探究光栅对光的衍射效应。
通过实验测量得到衍射光的角度，并结合理论计算，验证了实验结果的准确性。
一、引言衍射光栅是光学实验中常用的一种装置，其在光学研究领域有着广泛的应用。
通过观察光经过衍射光栅后的衍射现象，可以研究光的波动性质，了解光的传播规律。
本实验通过将一束单色光照射到光栅表面，观察通过光栅衍射产生的衍射图样，从中可以得到一系列角度的衍射条纹。
通过测量这些衍射条纹的位置，可以计算得到光的波长，从而验证实验结果的准确性。
二、实验原理光栅是一种具有规则刻痕的光学元件，其刻槽之间呈均匀排列。
当一束单色光照射到光栅上时，光经过光栅后将会产生衍射现象。
光的衍射可以通过夫琅禾费衍射公式描述如下：d * s inθ = m * λ其中，d为光栅的刻槽间距，θ为衍射角，m为衍射级次，λ为光的波长。
三、实验步骤1. 打开实验室的光学台，调整光源位置和光栅位置。
2. 确保光源稳定并发出一束单色光，以保证实验的准确性。
3. 将光栅固定在光路上，并保持光栅垂直于光路的方向。
4. 调整光源位置，使得光线正好垂直照射到光栅上。
5. 观察通过光栅后形成的衍射图样，并用适当的仪器测量衍射条纹的位置。
6. 重复上述实验步骤，分别使用不同波长的单色光进行实验，并记录测量结果。
四、实验结果与分析通过实验测量得到了不同波长单色光的衍射条纹位置，并记录如下：波长(nm) 衍射条纹位置(deg)400 30500 35600 40将上述数据代入衍射公式，可以计算出光的波长。
通过实验数据的分析，我们可以发现不同波长的光在经过光栅后，其衍射角度也不同。
这一结果与理论预期相符，验证了实验结果的准确性。
五、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差源，如光源的稳定性、仪器误差等。
为了降低误差，我们在实验前应调整好光源的位置和光路的准直性。
同时，在测量衍射条纹位置时，需要仔细观察，并合理选择测量仪器，以减小仪器误差。
衍射光栅测实验报告
衍射光栅测实验报告一、实验目的通过光栅的衍射现象，了解衍射光栅的特性，研究光栅的参数对衍射图样的影响，掌握使用光栅测量波长的方法。
二、实验仪器与材料1. 光源2. 准直镜3. 光栅4. 望远镜5. 显微目镜6. 牛顿环测量装置7. 直尺8. 毫米纸三、实验原理光栅是一种用于分光和测量波长的光学元件。
当入射平行光通过光栅后，会产生衍射现象，形成一系列的衍射条纹。
这些衍射条纹可以利用光栅的几何参数和洛必达衍射公式进行测量、计算和分析。
光栅的主要参数有光栅常数、条纹间距和衍射角。
光栅常数是指单位长度内的凹槽或凸条纹的数目，常用单位是每毫米的条纹数。
条纹间距是指两个相邻的主极大之间的距离，通常用微米或纳米表示。
衍射角是指入射光与出射光的夹角，可以通过使用光栅的方程计算得到。
四、实验步骤1. 将光源置于实验台上，用准直镜调整光源角度和方向，使得光线能够平行地照射到光栅上。
2. 将光栅放置在光源后面，用望远镜观察到的衍射图样。
调整望远镜的焦距，使得夹持光栅的两个夹具的像正好位于望远镜的焦平面上。
调整望远镜的位置和角度，观察衍射图样的变化。
3. 使用直尺测量光栅的光栅常数，并记录下来。
4. 测量几组主极大的位置和角度。
通过使用洛必达衍射公式，计算出波长的估计值，并记录下来。
5. 利用牛顿环测量装置，对光栅的条纹间距进行测量和记录。
6. 将测得的结果进行比较和分析。
五、实验结果及分析根据实验步骤测得的数据，我们可以得到几组主极大的位置和角度，并根据洛必达衍射公式计算得到波长的估计值。
比较测得的波长估计值和实际波长值，可以验证实验的准确性。
通过对光栅的条纹间距进行测量，可以得到光栅常数与条纹间距之间的关系。
利用光栅常数和条纹间距的关系，可以进一步测量光栅的条纹间距。
六、实验结论本实验通过测量光栅的衍射图样和使用洛必达衍射公式，成功地测量了光栅的条纹间距和波长。
通过比较实验测量值和理论值，验证了光栅衍射实验的准确性。
衍射光栅的实验报告
衍射光栅的实验报告衍射光栅的实验报告引言：光学实验是物理学中重要的实践环节，通过实验可以观察和验证光的性质和行为。
本次实验的主题是衍射光栅，衍射光栅是一种常见的光学元件，具有重要的应用价值。
通过本次实验，我们将深入了解衍射光栅的原理和特性。
一、实验目的本次实验的目的是通过实际操作，观察和研究衍射光栅的衍射现象，并探究其衍射角度与光栅参数之间的关系。
二、实验装置和原理实验中使用的装置主要包括光源、准直器、透镜、衍射光栅、光屏等。
光源发出的光经过准直器和透镜后，成为平行光束照射到衍射光栅上。
衍射光栅是由许多平行的透明条纹组成，这些条纹间的间隔称为光栅常数。
当光束通过光栅时，会发生衍射现象，形成一系列明暗相间的衍射条纹。
这些衍射条纹在光屏上形成干涉图样。
三、实验步骤1. 将光源、准直器、透镜等装置调整好，使光束成为平行光束。
2. 将衍射光栅放置在光路中，使光束垂直照射到光栅上。
3. 调整光栅与光屏之间的距离，使得在光屏上观察到清晰的衍射条纹。
4. 观察并记录衍射条纹的形状和位置。
5. 改变光栅的光栅常数，重复步骤4，观察并记录不同光栅常数下的衍射条纹。
四、实验结果与分析通过实验观察，我们发现在光屏上形成了一系列明暗相间的衍射条纹。
这些条纹的形状和位置与光栅的参数有关。
当光栅常数增大时，衍射条纹的间距也随之增大。
这是因为光栅常数决定了光栅上透明条纹的间隔，而衍射条纹的间距与透明条纹的间隔成正比。
此外，通过实验还可以研究衍射角度与光栅参数之间的关系。
根据衍射理论，衍射角度与光栅常数和入射光的波长有关。
当光栅常数固定时，入射光的波长越小，衍射角度越大；反之，入射光的波长越大，衍射角度越小。
这是因为波长越小，光的折射和衍射效应越明显。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了衍射光栅的原理和特性。
实验结果表明，衍射光栅能够产生一系列明暗相间的衍射条纹，这些条纹的形状和位置与光栅的参数有关。
衍射角度与光栅常数和入射光的波长呈反比关系。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告光栅衍射实验报告篇一:光栅衍射实验实验报告工一、核11 李敏2011011693 实验台号19光栅衍射实验实验目的(1) 进一步熟悉分光计的调整与使用;(2) 学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法;(3) 加深理解光栅衍射公式及其成立条件; 二、实验原理2.1测定光栅常数和光波波长如右图所示，有一束平行光与光栅的法线成i角，入射到光栅上产生衍射;出射光夹角为?。
从B点引两条垂线到入射光和出射光。
如果在F处产生了一个明条纹，其光程差CA?AD必等于波长?的整数倍，即d?sin??sini??m?(1)m为衍射光谱的级次，0,?1,?2,?3?.由这个方程，知道了d,?,i,?中的三个量，可以推出另外一个。
若光线为正入射，i?0，则上式变为dsin?m?m?(2)其中?m为第m级谱线的衍射角。
据此，可用分光计测出衍射角?m，已知波长求光栅常数或已知光栅常数求波长。
2.2用最小偏向角法测定光波波长如右图。
入射光线与m级衍射光线位于光栅法线同侧，(1)式中应取(本文来自: 博旭范文网:光栅衍射实验报告)加号，即d sin??+sin??=。
以Δ=φ+ι为偏向角，则由三角形公式得2d sin2cosΔ2=mλ(3)易得，当=0时，?最小，记为δ，则(2.2.1)变为2dsin2m,m0,1,2,3,(4)由此可见，如果已知光栅常数d，只要测出最小偏向角δ，就可以根据(4)算出波长λ。
三、实验仪器3.1分光计在本实验中，分光计的调节应该满足:望远镜适合于观察平行光，平行光管发出平行光，并且二者的光轴都垂直于分光计主轴。
3.2光栅调节光栅时，调节小平台使光栅刻痕平行于分光计主轴。
放置光栅时应该使光栅平面垂直于小平台的两个调水平螺钉的连线。
3.3水银灯1.水银灯波长如下表2.使用注意事项(1)水银灯在使用中必须与扼流圈串接，不能直接接220V电源，否则要烧毁。
(2)水银灯在使用过程中不要频繁启闭，否则会降低其寿命。
衍射光栅_实验报告同济
一、实验目的1. 了解衍射光栅的原理和制作方法。
2. 掌握衍射光栅的光谱分析能力。
3. 通过实验，验证衍射光栅的衍射特性，并测量其衍射级数和衍射角度。
二、实验原理衍射光栅是一种利用光的衍射现象实现光谱分析的光学元件。
当一束光通过衍射光栅时，会发生衍射现象，形成一系列等间距的亮条纹，称为衍射光谱。
根据衍射光栅的原理，衍射角θ与入射角α、衍射级数m和光栅常数d之间满足以下关系：\[ d \sin \theta = m \lambda \]其中，d为光栅常数，λ为光的波长，m为衍射级数。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：衍射光栅装置、激光器、光栅读数显微镜、平板电脑、数据采集卡、光栅常数标准板。
2. 实验材料：光栅常数已知的标准板、待测光栅。
四、实验步骤1. 将衍射光栅装置安装好，调整激光器，使其垂直照射到衍射光栅上。
2. 调整光栅读数显微镜，使其对准衍射光谱的零级衍射条纹。
3. 记录衍射光谱的零级衍射条纹的位置。
4. 逐步改变光栅常数，记录衍射光谱各级衍射条纹的位置。
5. 利用平板电脑和数据采集卡，对衍射光谱进行数据采集和存储。
6. 根据实验数据，计算衍射级数和衍射角度。
7. 对比实验数据与理论计算值，分析误差来源。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了衍射光栅各级衍射条纹的位置，并计算出相应的衍射级数和衍射角度。
2. 将实验数据与理论计算值进行对比，发现两者基本吻合，说明衍射光栅的衍射特性符合理论预期。
3. 在实验过程中，我们发现以下因素可能对实验结果产生影响：（1）光栅常数测量误差；（2）光束的偏振效应；（3）环境温度和湿度对衍射光谱的影响；（4）衍射光栅的制造质量。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了衍射光栅的原理和制作方法，了解了衍射光栅在光谱分析中的应用。
2. 实验结果表明，衍射光栅的衍射特性符合理论预期，实验数据与理论计算值基本吻合。
3. 在实验过程中，我们发现了影响实验结果的因素，为今后类似实验提供了参考。
光栅衍射实验报告步骤(3篇)
第1篇一、实验目的1. 熟悉分光计的调整与使用。
2. 学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法。
3. 加深理解光栅衍射公式及其成立条件。
二、实验原理光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝（或刻痕）构成的，是单缝的组合体。
光栅可以产生衍射现象，使光发生色散。
光栅衍射条纹狭窄细锐，分辨本领比棱镜高，所以常用光栅作分光元件。
光栅衍射公式为：\[ d \sin \theta = m\lambda \]其中，d为光栅常数，θ为衍射角，m为衍射级次，λ为光波波长。
三、实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 米尺5. 计算器四、实验步骤1. 调整分光计，使望远镜与平行光管共轴。
2. 将光栅放置在分光计的载物台上，调整光栅与平行光管的距离，使光栅垂直于入射光。
3. 打开低压汞灯，调节光栅与平行光管之间的距离，使光栅衍射条纹清晰可见。
4. 记录衍射条纹的位置，计算衍射角θ。
5. 测量光栅常数d。
6. 根据光栅衍射公式，计算光波波长λ。
五、实验数据及结果1. 光栅常数d：_______ mm2. 衍射级次m：_______3. 衍射角θ：_______°4. 光波波长λ：_______ nm六、思考题1. 为什么光栅能产生色散现象？2. 光栅衍射条纹的特点是什么？3. 如何通过光栅衍射公式计算光波波长？七、实验总结本次实验通过光栅衍射实验，加深了对光栅原理及光栅衍射公式的理解。
通过实验，掌握了分光计的调整与使用方法，学会了利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法。
实验过程中，注意观察现象，认真记录数据，计算结果，为后续实验打下了基础。
第2篇一、实验目的1. 熟悉分光计的调整与使用。
2. 学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法。
3. 加深理解光栅衍射公式及其成立条件。
二、实验原理光栅衍射实验是利用光栅对光波进行衍射和干涉，通过观察光栅衍射条纹，测定光波波长及光栅常数。
光栅大物实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本原理和结构，掌握光栅衍射现象。
2. 熟悉分光计的调整和使用方法。
3. 通过实验，掌握利用光栅衍射测定光波波长及光栅常数的原理和方法。
4. 加深对光栅衍射公式的理解。
二、实验原理光栅是由一组数目众多的平行、等宽、等间距的狭缝（或刻痕）构成的，其衍射现象是光通过狭缝时发生衍射和干涉的结果。
光栅的衍射公式为：d sinθ = m λ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，m为衍射级数，λ为光波波长。
三、实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 三脚架5. 秒表6. 直尺四、实验步骤1. 将分光计置于实验台上，调整三脚架，使分光计保持水平。
2. 将低压汞灯安装于分光计的光源位置，调整光源高度，使光束垂直照射到光栅上。
3. 将平面透射光栅固定在实验台上，调整光栅与分光计之间的距离，使光束垂直照射到光栅上。
4. 调整分光计，使分光计的光学系统达到最佳状态。
5. 观察光栅衍射现象，记录不同衍射级数m对应的衍射角θ。
6. 利用实验数据，计算光栅常数d和光波波长λ。
五、实验结果与分析1. 光栅常数d的测量根据实验数据，计算光栅常数d：d = (m1 λ1) / sinθ1其中，m1为实验测得的第一级衍射级数，λ1为光波波长，θ1为第一级衍射角。
2. 光波波长λ的测量根据实验数据，计算光波波长λ：λ = (m2 d) / sinθ2其中，m2为实验测得的第二级衍射级数，θ2为第二级衍射角。
六、实验结论1. 通过本次实验，我们掌握了光栅的基本原理和结构，熟悉了光栅衍射现象。
2. 通过实验，我们学会了利用分光计测定光栅常数和光波波长的方法。
3. 实验结果表明，光栅衍射现象符合光栅衍射公式，验证了光栅衍射公式的正确性。
4. 本次实验加深了我们对光栅衍射公式的理解，为后续光学实验奠定了基础。
七、实验注意事项1. 在实验过程中，注意保持光束的垂直照射，避免因倾斜导致实验误差。
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