物理实验报告《用分光计和透射光栅

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用分光计测光栅常数实验报告

实验目的：

本次实验旨在通过使用分光计对光栅进行测量，得出准确的光栅常数，并能够掌握使用分光计及其相关测量技术。

实验原理：

当光通过具有规则几何结构的光栅时，可发生衍射现象。衍射使得光线按照一定方向和间距发生折射，从而在屏幕上产生明暗条纹。此时，光波的波长、入射角度以及光栅的几何结构参数均会影响明暗条纹的位置和间距。其中，光栅常数是非常重要的一个参数。

为了测量光栅常数，我们通过使用分光计对衍射光进行测量。当光线从分光计中通过后，会被分成不同的色彩，这是因为不同波长的光线具有不同的折射角度。然后，这些不同波长的光线会经过光栅，从而产生出明暗条纹。通过对明暗条纹的测量，我们就能够得到光栅常数。

实验步骤：

1.首先，我们需要调整分光计的光路，确保光线能够通过样品臂并焦距到达屏幕上。

2.然后，我们需要确定测量光线的波长。此时，我们可以通过调节狭缝宽度、调整色散棱镜、旋转望远镜等手段来实现。

3.接下来，我们需要调整光栅的位置，使得明暗条纹清晰可见。

4.通过旋转望远镜，我们可以对明暗条纹的位置进行测量。此时，我们需要仔细记录不同波长下的明暗条纹位置，并计算出相邻两条明暗条纹的距离。

5.根据光栅公式，即Nλ=d sinθ，我们可以通过明暗条纹的距离来计算光栅常数N。

实验结果：

通过本次实验，我们得到了不同波长下的光栅常数N，具体数据如下：

波长（nm）光栅常数N

400 800

500 1000

600 1200

700 1400

实验结论：

通过本次实验，我们成功地测量了光栅的常数，并得到了不同波长下的光栅常数N。实验结果表明，光栅常数随着波长的增加而增加，这与光栅公式的预测相符合。同时，我们还掌握了使用分光计测量光栅常数的相关技术和方法，对于今后的光学实验有了更深入的了解和认识。

用透射光栅测光波波长物理实验报告

华南师范大学实验报告

学生姓名学号专业化学年级、班级

课程名称物理实验实验项目用透射光栅测光波波长

实验类型 □验证 □设计 □综合实验时间 2012 年 3 月 21 实验指导老师实验评分

一、实验目的：

1、加深对光的衍射和光栅分光作用基本原理的理解。

2、学会用透射光栅测定光波的波长及光栅常数。

二、实验原理：

如图1所示，自透镜L 1射出的平行光垂直地照射在光栅Ｇ上。透镜L 2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其第二焦平面上的P θ点。产生衍射亮条纹的条件可由光栅方程求得：

λθk d =sin （k ＝±1，±2，…，±n ）（1）

式中θ角是衍射角，λ是光波波长，k 是光谱级数，d 是光栅常数。当k ＝０时，根据（1）式，任何波长的光都在0=θ的方向

上，即各种波长的光谱线重叠在一起，形成明亮的零级光谱，对于k 的其它数值，不同波长的光谱线出现在不同的方向上（θ的值不同）， k 的正负两组光谱，对称地分布在零级光谱的两侧。若光栅常数d 已知，在实验中测定了某谱线的衍射角θ和对应的光谱级k ，则可由（1）式求出该谱线的波长λ；反之，如果波长λ是已知的，则可求出光栅常数d 。

光栅方程对λ微分，就可得到光栅的角色散率

λθcos d k

d d D =

（2）角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距，当光栅常数d 愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则θcos 接近不变，光谱的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱镜的不均匀色散有明显的不同。当常数d 已知时，若测得某谱线的衍射角θ和光谱级k ，可依（2）式计算这个波长的角色散率。

实验十七分光计的调整及光栅衍射实验

分光计是一种常用的实验仪器，在物理、化学和生物等实验中具有极为重要的应用价值。分光计利用光的特性，将其分解成各个波长的光线，然后进行测量和分析。分光计调整的好坏直接影响到实验结果的准确性和可靠性。本实验旨在通过调整分光计，进行光栅衍射实验，掌握分光计的使用方法。

实验材料：

1.分光计

2.特斯拉球

3.光栅

4.显微镜

实验原理：

调节仪器前，应先检查分光计内部是否干净，镜面是否有损伤，若有必须及时更换。然后按照以下步骤进行调节：

(1) 入射光系统

首先要调节入射光的方向和光斑大小，这是为了保证光线的垂直入射和均匀入射。调节时，应先将特斯拉球置于光源前方，使其发出光线，然后进行调节。具体的调节方法如下：

a．把特斯拉球移到仪器的正上方，然后将仪器的长轴和短轴轴向前调节到与光源平行。

b．调节分光计顶部刻度盘，使分光计顶部的法兰板与正上方的特斯拉球大致对齐。 c．使用显微镜，调节入射准直镜，使其垂直于入射方向。

d．调节准直镜上的小螺丝，使得光斑尽量小而均匀。

(2) 旋转双偏振片

旋转双偏振片，使其平行于入射垂直器的偏振方向，置于出射像方，然后以显微镜观察，利用偏离圆心等距线的位置来确定其平行性。如果位置很不准确，可以更换双偏振片。

(3) 凸透镜调节

在凸透镜两店之间的距离尽量与入射光垂直。如果夹距大于或小于等于几毫米，则要用手触感检查湾口是否锁紧。

最后是调节物镜。将物镜渐渐移进直到像屏上发现射线和线条分离开来。调节物镜高低度，使入射光线合乎标准。

2. 光栅衍射实验

在调节好分光计后，我们就可以进行光栅衍射实验。具体的实验步骤如下：

光栅物理实验报告

第一篇：光栅物理实验报告

题目：光栅

作者：姓名：XX

学号：1028XXXX

班级：安全1001

单位：北京交通大学计算机与信息技术学院

摘要：

光栅是一种非常重要的光学元件。本论文主要讨论光栅的分类、原理、效果与鉴别。

关键词：

光栅、原理、种类、效果、鉴别

引言：

光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的幻变效果。

光栅是一张由条状透镜组成的薄片，当我们从镜头的一边看过去，将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像，而这条线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像，对应于每个透镜的宽度，分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上，当我们从不同角度通过透镜观察，将看到不同的图像。

正文：

光栅主要有狭缝光栅和柱镜光栅两类，狭缝光栅即线型光

栅是最早较为成熟的光栅，其成像原理为针孔成像的原理。因这种光栅比较容易制作，技术难度不大，所以在十几年前就有制作非常优美的大幅狭缝光栅立体灯箱广告出现。现今一些立体制作公司仍乐于用狭缝光栅立体灯箱参与展览，效果是不错，但狭缝光栅立体灯箱有以下缺陷：透光率仅20-30%，不环保，不节能，照明灯多耗能大，发热大，室外亮度不够，仅适用于室内。

柱镜光栅种类繁多主要有板材和模材两大类，其成像原理为弧面透镜折射反射成像原理。柱镜光栅潜力较大，室内外打不打灯都可使用，市场普及率正不断扩大。光栅膜材曾一度因具有价格竞争力而风靡过一阵，但由于现在柱镜光栅板价格的逐步下降，以及膜材需要粘贴及技术还有待提高的原因使其竞争力未显突出。

南昌大学物理实验报告-分光计调整及光栅常数测量

3.测光栅常量 d,已知绿光λ=546.07nm
衍射光谱级数（K）
左侧衍射光角坐标左
-1
1
265 ゜ 39' 249 ゜ 51'
-2 275 ゜ 18'
右侧衍射光角坐标右
85 ゜ 36' 69 ゜ 50'
95 ゜ 16'
2 k左 -k左 - k左
15 ゜ 48'
32 ゜ 15'
2 wenku.baidu.com43 ゜ 3'
63 ゜ 1'
南昌大学物理实验报告姓名：罗程学号：5902616003 序号：17 班级：能动 161 班实验名称：分光计调整及光栅常数测量实验目的: 1.加深对光栅分光原理的理解。 2.用透射光栅测定光栅常量； 3.熟悉分光计的使用方法。实验仪器：望远镜，载物台，平行光管，光源，光栅
实验原理:
当平行单色光垂直入射光栅其衍射的明条纹满足光栅方程 d sin k （k=0,1,2…）
当用复色白光垂直入射光栅时，各波长的零级谱线处在同一位置而叠加形成中央明条纹，零级以外的各级谱线，由于θ不同，依次排开形成光栅光谱，且对称地分布在零级条纹的两侧，若已知光波波长λ，则可求出光栅常量 d.
实验内容： 1.分光计的调节
（1）。望远镜调焦无穷远。（目视粗调，使望远镜、平行光管、载物台基本水平）（2）。望远镜、准直管主轴均垂直于仪器主轴（调节目镜焦距，使分划板清晰；调节物镜焦距，使绿色叉丝成像清晰；旋转狭缝方向，使狭缝像与分划板水平叉丝平行；调节平行光管俯仰螺钉，使狭缝像与分划板中间水平叉丝重合。至此以后，不再碰动平行光管仰角螺丝。旋转狭缝方向，转动望远镜，使狭缝像与分划板垂线重合）

分光计的使用和光栅测波长实验报告

引言：

分光计是一种测量光谱的仪器，广泛应用于物理、化学、生物等领域的研究。而光栅是一种分光元件，可以将光分散成不同波长的光，从而实现测量光波长的目的。本实验旨在掌握分光计的使用方法，以及利用光栅测量不同波长的光线的能力。

实验原理：

分光计是由光学系统和机械调节系统两部分组成的。光学系统由入射狭缝、准直透镜、色散元件、目镜等部分组成。机械调节系统由微调螺针、移动螺钉等部分组成。在实验中，我们需要掌握分光计的调节方法，使得入射光线经过准直透镜后成为平行光线，经过色散元件后分散成不同波长的光线，并通过目镜观察光谱。

光栅是一种分光元件，由一块平面玻璃上刻有一定周期的等距凹槽组成。当入射光线垂直于光栅表面时，光线被分散成不同波长的光线。通过测量不同波长的光线的角度，可以计算出光线的波长。

实验过程：

实验前，首先需要调节分光计。将入射狭缝与准直透镜对齐，使得入射光线成为平行光线。然后将色散元件放置在准直透镜后面，调

节微调螺针，使得光线经过色散元件后分散成不同波长的光线，通过目镜观察光谱。调节移动螺钉，使得光谱线与参考线重合。

接下来，使用光栅测量不同波长的光线。在实验中，我们使用汞灯和氢灯作为光源。分别将汞灯和氢灯放置在入射光路上，将光线垂直入射于光栅表面上。通过调节分光计的移动螺钉，观察不同波长的光线的角度，并记录下来。利用公式计算出光线的波长。

实验结果：

我们使用分光计和光栅测量了汞灯和氢灯的光线波长。其中，汞灯的主要光谱线有546.1nm、435.8nm和404.7nm。氢灯的主要光谱线有656.3nm、486.1nm和434.0nm。通过实验计算出的光线波长数据与已知数据比较，误差较小，说明实验结果较为准确。

光栅测光波波长实验报告物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长

光栅测光波波长实验报告物理实验报告用分光计和透射

光栅测光波波长

实验目的：

用分光计和透射光栅测光波的波长，并验证光栅公式。

实验原理：

透射光栅是由许多平行直线并紧密排列的光栅线组成的，当一束近似平行的光线垂直入射时，通过光栅后会发生衍射现象。根据衍射原理，光栅上两个相邻的光栅线之间的距离称为光栅常数，记作d。

当入射光照射到光栅上时，光线会被衍射成许多不同角度的光线，这些衍射光线称为主光束或级次光线。

通过分光计可测得不同级次的衍射角度，并通过透射光栅实验公式进行计算，求得光波的波长。

实验器材：

分光计、透射光栅

实验步骤：

1.调整分光计：将分光计放在实验台上，调整分光计的光束使其沿一条直线入射到透射光栅上。

2.将透射光栅固定在分光计位置，并保持垂直入射角。

3.调整分光计的角度，使得观察到的第一级次光线（最亮的一条）和参考线重合。

4.通过分光计测量不同级次光线（至少测量前五级次）的角度，并记

录下来。

5.根据测得的角度，使用透射光栅公式计算不同级次光线对应的波长，求出平均波长。

6.对比计算结果，验证透射光栅公式的准确性。

实验注意事项：

1.分光计调整需仔细，保持光线垂直入射。

2.观察光线和参考线的重合要准确。

3.测量时要注意准确记录各级次光线的角度。

4.使用透射光栅公式计算波长时，要对实验数据进行处理并求取平均值，增加结果的准确性。

5.实验结束后，要仔细清理实验器材。

实验结果与分析：

根据实验数据和透射光栅公式，我们计算出了不同级次光线对应的波长，并求取了平均值。通过对比计算结果和实验理论值的差异，我们可以

分光计和透射光栅测光波波长实验报告

分光计和透射光栅测光波波

长实验报告

【实验目的】

观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】

分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】

光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数，用d表示。

由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。凡衍射角满足以下条件

的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。式（10）称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。当k=0时，θ=0得到零级明纹。当k=±1，±2…时，将得到对称分立在零级条纹两侧的

一级，二级…明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就

可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】

1．分光计的调整

分光计的调整方法见实验1。

2．用光栅衍射测光的波长

（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面

使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像，然后固定望远镜。将装有光栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝a，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。

分光计和透射光栅测光波波长实验报告【最新版】

分光计和透射光栅测光波波长实验报告

【实验目的】

观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】

分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】

光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

k=0，±1，±2， (10)

的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。式（10）称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。当k=0时，θ=0得到零级明

纹。当k=±1，±2…时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级…明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】

1．分光计的调整

分光计的调整方法见实验1。

2．用光栅衍射测光的波长

（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像，然后固定望远镜。将装有光栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝a，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。

分光仪的使用和光栅实验报告

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篇一：物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长

物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长

【实验目的】

观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】

分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】

光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间

距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻痕和狭缝的宽度之

和称为光栅常数，用d表示。

k=0，±1，±2，?(10)

的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。式（10）称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。当k=0时，θ=0得到零级明纹。当k=±1，±2?时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级?明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】

1．分光计的调整

分光计的调整方法见实验1。

2．用光栅衍射测光的波长

（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划

物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》

物理实验报告《用分光计和透射光栅测

光波波长》

【实验目的】观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

求物理实验《分光计的调整和三棱镜顶角的测定》的数据测三棱镜顶角时,只要满足L时的1与R时的1相差120,2也相差120L和R中1与2相差180就可以随便编数据了老师告诉我的哦很准的防抓取，提供内容。

【实验仪器】

大学物理试验中分光计调节及三棱镜折射率的测量实验中如何判...移去中央载物台上的平面镜,用白纸在平行光管的物镜端检查并调节光源的位置以确保其发出的光在物镜的整个孔径上照明均匀将已经调节完毕的望远镜的内防抓取，提供内容。

分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

大学物理实验利用分光计测量折射率的思考题 1.答:不能说明望远镜光轴还没有调好。因为将平面镜取下后,又放到载物台上(放的位置与拿下前的位置不同),这时平面镜已经不与仪器主轴平行了,所以不能说明望远镜光轴防抓取，提供内容。

【实验原理】

大学物理实验思考题(分光计)1假设平面镜反射面已经和转轴平

行,而望远镜光轴和仪器转轴成一定角度B,则反射的小十字像和平面镜转过180°后反射的小十字像的位置应该是怎样的?此时应如何调节?试...防抓取，提供内容。

光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

大学物理分光计的实验思考题不能说明望远镜光轴还没有调好。因为将平面镜取下后,又放到载物台上(放的位置与拿下前的位置不同),这时平面镜已经不与仪器主轴平行了,所以不能说明望远镜光轴还没有...防抓取，提供内容。

光栅测波长实验报告

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光栅测波长实验报告

篇一：光栅衍射实验报告

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?。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：d?sin??sini??m?（1）在光栅法线两侧时，（1）式括号内取负号。

用透射光栅测定光波波长实验报告

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篇一：物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》

【实验目的】

观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】

分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】

光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间

距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻痕和狭缝的宽度之

和称为光栅常数，用d表示。

由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。凡衍射角满足以下条件k=0，±1，±2，?(10)

的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。式（10）称为光栅方程。式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。当k=0时，θ=0得到零级明纹。当k=±1，±2?

时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级?明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】

1．分光计的调整

分光计的调整方法见实验1。

2．用光栅衍射测光的波长

（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线

透射光栅

预习报告

实验名称：用透射光栅测定光波波长实验日期：2011年月实验人：一．实验目的。

1.加深对光栅分光原理的理解；

2.学会测量光栅常数和用光栅测波长和光栅色散；

3.熟悉分光计的使用方法。

二．实验原理（要求写出原理公式，画出简图等）

光栅是利用多缝衍射原理，使光发生色散的一种分光元件。透射式平面光栅由平行排列的许多等间距、等宽度的狭缝组成。狭缝的宽度a ，相邻狭缝的距离为b ，则d=a+b 称为光栅常数。

若以单色平行光垂直射在光栅平面上，则透过各狭缝的光线因衍射将向各个方向传播。经透镜会聚后相互干涉，在透镜的焦平面上形成一系列一定宽度的间距不等的明条纹，此即为该单色光的线光谱。根据光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：

dsin φk =±k λ (k=0,1,2……) (1)

式中d 为光栅常数，λ为入射光波；k 为明条纹（光谱线）级次；φk 为k 级明条纹的衍射角。如果入射光是复色光，不同波长的光其衍射角φk 也各不相同，于是复色光将被分解。在中央k=0，φk =0，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着k=1,2,……级光谱，各级光谱按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，称为光栅谱线。如图5-1所示。

图5-1 光栅衍射光谱示意图

如果已知入射的单色光的波长，用分光计测出k 级明条纹的衍射角，由(1)式可测得光栅常数d 。同理若已知光栅常数d ，也可求得该明条纹所对应的单色光的波长λ。由光栅方程(1)对λ微分，可得光栅的角色散

cos d k

光栅测波长实验报告

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光栅测波长实验报告

篇一：光栅衍射实验报告

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】

实验名称：光栅衍射(大学物理)

实验名称：光栅衍射

实验目的：1.进一步掌握调节和使用分光计的方法。

2.加深对分光计原理的理解。

3.用透射光栅测定光栅常数。

实验仪器：分光镜，平面透射光栅，低压汞灯（连镇流器）

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,其示意图如图1所示。原制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻划而成。光栅上的刻痕起着不透光的作用,两刻痕之间相当于透光狭缝。原制光栅价格昂贵,常用的是复制光栅和全息光栅。图1中的为刻痕的宽度, 为狭缝间宽度, 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本常数之一。光栅常数的倒数为光栅密度,即光栅的单位长度上的条纹数,如某光栅密度为1000条/毫米,即每毫米上刻有1000条刻痕。

图1光栅片示意图图2光线斜入射时衍射光路

图3光栅衍射光谱示意图图4载物台

当一束平行单色光垂直照射到光栅平面时，根据夫琅和费衍射理论，在各狭缝处将发生衍射，所有衍射之间又发生干涉，而这种干涉条纹是定域在无穷远处，为此在光栅后要加一个会聚透镜，在用分光计观察光栅衍射条纹时，望远镜的物镜起着会聚透镜的作用,相邻两缝对应的光程差为

（1）

出现明纹时需满足条件

（2）

（2）式称为光栅方程，其中：为单色光波长；k为明纹级数。

由（2）式光栅方程，若波长已知，并能测出波长谱线对应的衍射角，则可以求出光栅常数d 。

在=0的方向上可观察到中央极强，称为零级谱线，其它谱线，则对称地分布在零级谱线的两侧，如图3所示。

如果光源中包含几种不同波长，则同一级谱线中对不同的波长有不同的衍射角，从而在不同的位置上形成谱线，称为光栅谱线。对于低压汞灯，它的每一级光谱中有4条谱线：

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