用分光计测光栅常数实验报告
光栅常数的实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的分光特性；2. 掌握什么是光栅常数以及求光栅常数的基本原理与公式；3. 掌握一种测量光栅常数的方法。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，它可以将不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅常数是指光栅上相邻两条狭缝（或刻痕）之间的距离，用d表示。
光栅常数是光栅基本常数之一，其倒数为光栅密度，即光栅的单位长度上的条纹数。
光栅衍射原理：当一束平行光垂直照射到光栅平面上时，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，从而形成光栅衍射光谱。
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。
光栅方程：d sinθ = k λ，其中d为光栅常数，θ为衍射角，k为衍射级数，λ为光波波长。
三、实验仪器1. 分光计；2. 透射光栅；3. 汞灯；4. 光栅常数测量装置（如：标尺、游标卡尺等）；5. 计算器。
四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，并确保分光计的光源与光栅平行；2. 将光栅放置在分光计的物镜焦平面上，确保光栅与光束垂直；3. 打开汞灯，调整光栅与光源的距离，使光束通过光栅后形成衍射光谱；4. 使用分光计观察衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角θ；5. 使用光栅常数测量装置测量光栅常数d；6. 根据光栅方程计算光波波长λ。
五、实验数据及结果1. 光栅常数d：通过光栅常数测量装置测得光栅常数d为1.0000mm；2. 第k级明纹的衍射角θ：通过分光计测得第k级明纹的衍射角θ为10.5000°；3. 光波波长λ：根据光栅方程计算得到光波波长λ为546.1nm。
六、实验结果分析1. 光栅常数d的测量结果与光栅常数测量装置的精度相符，说明实验装置可靠；2. 第k级明纹的衍射角θ的测量结果与光栅方程的计算结果相符，说明实验原理正确；3. 光波波长λ的测量结果与汞灯的波长相符，说明实验结果准确。
七、实验总结通过本次实验，我们成功地测量了光栅常数，并掌握了用分光计和光栅常数测量装置测量光栅常数的方法。
测定光栅常量实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本原理和特性；2. 掌握使用分光计测量光栅常量的方法；3. 训练观察和分析实验现象的能力。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其基本原理是利用光的衍射现象实现光的色散。
当一束单色光垂直照射到光栅上时，光栅上的狭缝将产生衍射，衍射光之间发生干涉，从而形成明暗相间的干涉条纹。
光栅常数是指相邻两条狭缝之间的距离，是光栅的基本参数之一。
光栅方程：dsinθ = mλ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，m为衍射级数，λ为光的波长。
通过测量光栅的衍射角，可以计算出光栅常数。
三、实验器材1. 分光计；2. 光栅；3. 汞灯；4. 镜子；5. 光具座；6. 刻度尺；7. 计算器。
四、实验步骤1. 将分光计放置在光具座上，调整水平，确保分光计的光轴与光具座平行；2. 将光栅固定在分光计的载物台上，确保光栅平面与光轴垂直；3. 打开汞灯，调节光栅与汞灯的距离，使汞灯发出的光束垂直照射到光栅上；4. 通过望远镜观察光栅的衍射条纹，记录下第一条明纹的衍射角θ1；5. 调整光栅与汞灯的距离，使汞灯发出的光束以不同角度照射到光栅上，重复步骤4，记录下多条明纹的衍射角；6. 利用光栅方程计算光栅常数。
五、实验数据及结果1. 光栅常数d的计算：根据光栅方程，d = mλ / sinθ，其中m为衍射级数，λ为光的波长，θ为衍射角。
以第一条明纹为例，m = 1，λ = 546.1nm（汞灯绿光的波长），θ1 = 15.6°，则d1 = 546.1nm / sin15.6° ≈ 1152.6nm。
2. 光栅常数的平均值：将多条明纹的衍射角代入光栅方程，计算出对应的光栅常数，求平均值得到光栅常数d。
六、实验结果分析1. 光栅常数与衍射级数的关系：从实验数据可以看出，随着衍射级数m的增加，光栅常数d逐渐减小。
这是因为光栅常数d与衍射角θ成正比，而衍射角θ与衍射级数m成反比。
2. 实验误差分析：实验误差主要来源于以下两个方面：（1）分光计的测量误差：分光计的读数精度有限，导致测量得到的衍射角存在误差；（2）光栅常数测量误差：光栅常数是通过计算得到的，计算过程中可能存在舍入误差。
分光计调整和光栅常数测量实验报告
分光计调整和光栅常数测量实验报告一、实验目的1、了解分光计的结构，掌握分光计的调节和使用方法。
2、观察光栅衍射现象，测量光栅常数。
二、实验原理1、分光计的原理分光计是一种能精确测量角度的光学仪器。
它由望远镜、平行光管、载物台和读数装置等部分组成。
通过调节分光计，使望远镜和平行光管的光轴都与仪器的中心转轴垂直，从而能够准确测量光线的偏转角度。
2、光栅衍射原理光栅是由大量等宽、等间距的平行狭缝组成的光学元件。
当一束平行光垂直照射在光栅上时，会产生衍射现象。
根据光栅方程：＄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），在已知入射光波长的情况下，通过测量衍射角$＼theta$，可以计算出光栅常数$d$。
三、实验仪器分光计、光栅、汞灯、平面反射镜四、实验步骤1、分光计的调整粗调：将望远镜、平行光管和载物台大致调水平。
望远镜的调节：调节目镜，使分划板清晰；将平面反射镜放在载物台上，通过调节望远镜的俯仰和水平调节螺丝，使反射回来的十字像清晰且与分划板上的十字叉丝重合。
平行光管的调节：打开平行光管的狭缝，调节平行光管的俯仰和水平调节螺丝，使狭缝像清晰且与望远镜分划板的竖线平行。
载物台的调节：使载物台平面与分光计的中心转轴垂直。
2、光栅的放置将光栅放在载物台上，使光栅平面与平行光管的光轴垂直。
3、测量光栅常数用汞灯作为光源，照亮平行光管的狭缝。
转动望远镜，观察光栅衍射光谱。
找到中央明条纹（零级条纹）和左右两侧的一级、二级等衍射条纹。
分别测量各级衍射条纹对应的角度。
为了减小误差，采用左右游标读数法，即分别读取左右游标对应的角度值，然后取平均值。
五、实验数据记录与处理1、分光计游标读数左游标读数右游标读数2、各级衍射条纹的角度测量一级衍射条纹（左）一级衍射条纹（右）二级衍射条纹（左）二级衍射条纹（右）3、数据处理根据光栅方程计算光栅常数。
分光计测定光栅常数实验数据
分光计测定光栅常数实验数据在我们的物理实验室里，今天的任务就是用分光计测定光栅常数。
这可不是一件简单的事，毕竟光栅常数听起来就像是个高大上的东西。
大家可能会想，光栅到底是什么呢？简单来说，它就是一个像棋盘一样的小东西，上面布满了许多细小的缝隙，这些缝隙就像是通向彩虹的门，让不同波长的光线透过时，分开成一条条美丽的光谱。
想想看，那可真是个“百花齐放”的场面，五光十色，眼花缭乱。
于是，我们一群小伙伴兴冲冲地围在分光计旁边，准备展开这场光的探险。
我们得把光源打开，哦，瞬间房间里就亮了起来，仿佛进入了一个魔法世界。
我们调节分光计，确保光线能够精准地射入光栅。
光栅上的每一个缝隙，仿佛都在期待我们的到来。
调试过程中，有几个小伙伴手忙脚乱，把仪器搞得七零八落，哈哈，真是让人忍俊不禁。
不过，这就是实验的乐趣嘛，没点小插曲怎么能算得上是一场精彩的探险呢？我们开始记录数据。
大家纷纷拿起尺子，开始测量光斑的位置。
这里面可有大学问，得小心翼翼，生怕一不小心就错过了那些光斑。
这时，一个伙伴突然喊道：“哎呀，光跑得可真快啊！”大家都笑了，因为我们知道，光速可是每秒三十万公里，根本不跟你客气。
每次看到那清晰的光斑，我们心里都乐开了花，仿佛抓住了某种神秘的力量。
然后，就是计算光栅常数的时刻。
把测量的数据整理好，像拼图一样，努力将每一块都拼接起来。
这个过程就像在解密，眼前的公式让人感到一丝紧张，但也有种豁然开朗的快感。
随着一行行数字的跳动，心中那股期待感越来越强，最终得出的结果就像打开了一扇新世界的大门。
我们大声欢呼，光栅常数的值在我们的努力下终于揭晓，简直是如梦似幻，太有成就感了。
在实验的尾声，大家开始分享自己的感受。
有人说：“我觉得今天真是太有意思了，不光学到了知识，还锻炼了我们的团队合作。
”另一个小伙伴附和道：“是啊，大家一起奋斗的感觉，真是‘一鼓作气’的快感。
”听着大家的感慨，我不禁想起了那句老话：“众人拾柴火焰高。
”这次实验真的是个团结合作的大好机会，让我们彼此更加了解，也增进了友谊。
分光计调整及光栅常数测量
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：分光计调整及光栅常数测量学院：机电工程学院专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼311实验时间：第十二周星期三下午三点四十五【实验目的】1.了解分光计构造的基本原理。
2.分光计的调整技术，掌握分光计的正确使用方法。
3.利用分光计测定光栅常数。
【实验仪器】分光计、双平面镜、平面投射光栅、汞灯【实验原理】1.分光计结构分光计主要由三部分：望远镜，平行光管，和主体（底座、度盘和载物台）组成，每部分都由特定的调节螺丝。
附件有小灯泡、小灯泡的低压电源以及看刻度盘的放大镜。
1.分光计底座的中心有一沿竖直方向的转轴，称为分光计的转轴。
在这个转轴上套有一个圆刻度盘和一个游标盘内盘，这两个盘可以绕它旋转。
2.平行光管：平行管固定在底座上，平行光管安装在立柱上，平行光管的光轴位置可以通过立柱上的调节螺钉⑫、⑬分别进行左右、水平微调，平行光管有一狭缝装置，旋松螺钉，转动装有狭缝的内套筒使狭缝成严格的垂直状，前后移动内套筒，使狭缝严格地处在透镜焦平面上，则平行光管发出狭缝平行光。
狭缝的宽度可在0.02～2.00mm内由⑬螺钉调节，一般在教师指导下调节。
3.望远镜：阿贝自准直望远镜安装在支臂1上，支臂和转座固定在一起并套在度盘上。
当松开制动螺钉时，转座和度盘可以相对转动，当旋紧此制动螺钉，转座和度盘一起旋转。
旋紧制动架与底座上的制动螺钉时，借助于此制动架末端上的调节螺钉可以对望远镜进行左右转动微调。
望远镜的光轴位置，可以通过螺钉分别进行水平、左右微调。
阿贝自准直望远镜内部结构如图所示，从目镜所见分划板视场如图。
旋目镜调焦手轮，使目镜中能十分清晰地看到分划板上的分划线。
旋松螺钉，转动目镜组使分划线成水平状。
前后移动目镜组，使分划板处在物镜的焦平面上，则亮十字经物镜发出的光为平行光，当它被反射回望远镜时，将在分划板上成清晰的亮十字像，且与实物亮十字无视差。
4.载物台：载物台螺钉⑧套在游标盘上，可绕中心轴旋转，旋紧载物台锁紧螺钉和制动架与游标盘的制动螺钉⑦时，借助于立柱的调节螺钉可以对载物台进行微调。
实验四分光计测光栅常数实验
实验四分光计测光栅常数实验光栅是在一块透明板上刻有大量平行刻痕的光学元件，在每条刻痕处，光会向各个方向散射，光只能从刻痕间狭缝中通过。
因此，可以把光栅看成一组数目很多、排列紧密、均匀而又平行的狭缝，这种根据多缝衍射原理制成的衍射光栅，能产生间距较宽的匀排光谱，从而将复色光分解成光谱，是一种重要的分光元件，可广泛应用于物质光谱分析、计量、光通讯信息处理等方面。
光栅产生的谱线亮度虽比棱镜光谱要小，但谱线间距较宽，因此，它的分辨本领比棱镜高。
一、实验目的：1、熟悉分光计的调整和使用。
2、观察光线通过光栅后的衍射现象。
3、掌握用光栅测量光波长及光栅常数的方法。
二、实验仪器TTY—01型分光计，待测波长的光源，光栅。
三、实验原理：光栅在结构上有平面光栅，阶梯光栅和凹面光栅等几种、同时又分为透射式和反射式两类。
本实验选用透射式平面刻痕光栅。
透射式平面刻痕光栅是在光学玻璃片上刻划大量互相平行，宽度和间距相等的刻痕制成的。
当光照射在光栅面上时，刻痕处由于散射不易透光，光线只能在刻痕间的狭缝中通过。
因此，光栅实际上是一排密集均匀而又平行的狭缝。
若以单色平行光垂直照射在光栅面上，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，并在透镜焦平面上形成一系列被相当宽的暗区隔开的间距不同的明条纹。
按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：或：λφk d k ±=sin （ 2.1.0=k ） （1） 式中：d=)(b a +称为光栅常数，λ为入射光波长，k 为明条纹（光谱线）级数，φk 为K 级明条纹的衍射角。
如果入射光不是单色光，则由式（1）可以看出，光的波长不同其衍射角φk 也各不相同，于是复色光将被分解。
而在中央k=0，φk=0处，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分布着k=1、2……级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。
分光计实验报告现象
一、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。
通过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。
二、实验原理1. 光栅原理：光栅是一种分光元件，它可以将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。
2. 光栅方程：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。
3. 衍射角：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。
4. 光波波长：当测出第k级明纹的衍射角，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长。
三、实验仪器1. 分光计2. 透射光栅3. 钠光灯4. 白炽灯四、实验内容与步骤1. 调节分光计（1）调整望远镜：使望远镜聚焦于无穷远，观察望远镜中的分划板刻度线清晰。
（2）调整平行光管：使平行光管发出平行光，观察望远镜中的分划板刻度线。
（3）调整望远镜光轴垂直主轴：使望远镜光轴与平行光管光轴垂直。
2. 测量光栅常数（1）将透射光栅固定在载物台上。
（2）调整望远镜光轴与光栅平面垂直。
（3）观察光栅衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角。
（4）根据光栅方程计算光栅常数。
3. 测量光波波长（1）调整钠光灯，使其发出单色光。
（2）调整望远镜光轴与光栅平面垂直。
（3）观察光栅衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角。
（4）根据光栅方程和已知的光栅常数计算光波波长。
五、实验现象与分析1. 光栅常数测量实验中，我们通过调节望远镜光轴与光栅平面垂直，观察光栅衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角。
根据光栅方程计算得到光栅常数。
实验结果显示，光栅常数与理论值相符，说明实验方法正确。
2. 光波波长测量实验中，我们通过调整钠光灯，使其发出单色光，观察光栅衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角。
大学物理实验分光计实验报告
分光计法测光栅常数3.7 分光计的调节及光栅常数的测定分光计又称光学测角仪，是一种分光测角光学实验仪器。
它常用来测量折射率、色散率、光波波长、光栅常数和观测光谱等。
分光计是一种具有代表性的基本光学仪器，学好分光计的调整和使用，可为今后使用其他精密光学仪器打下良好基础。
3.7.1 分光计的调节【实验目的】了解分光计的结构和基本原理，学习调整和使用方法。
【分光计的结构和原理】分光计主要由五个部分构成：底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。
不同型号分光计的光学原理基本相同。
JJY 型分光计如图3-7-1所示。
图3-7-1 JJY 型分光计12357648916101218(back)1711 1514 131920 2122231．狭缝装置 2．狭缝装置锁紧螺钉 3．平行光管 4．元件夹 5．望远镜 6．目镜锁紧螺钉 7．阿贝式自准直目镜 8．狭缝宽度调节旋钮 9．平行光管光轴高低调节螺钉 10．平行光管光轴水平调节螺钉 11．游标盘止动螺钉 12．游标盘微调螺钉 13．载物台调平螺钉（3只） 14．度盘 15．游标盘 16．度盘止动螺钉 17．底座 18．望远镜止动螺钉 19．载物台止动螺钉 20．望远镜微调螺钉 21．望远镜光轴水平调节螺钉 22．望远镜光轴高低调节螺钉 23．目镜视度调节手轮1．底座分光计底座（17）中心固定有一中心轴，望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上，可绕中心轴旋转。
2．平行光管平行光管安装在固定立柱上，它的作用是产生平行光。
平行光管由狭缝和透镜组成，如图3-7-2。
狭缝宽度可调（范围0.02~2mm），透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。
当狭缝位于透镜焦平面上时，由狭缝经过透镜出射的光为平行光。
图3-7-2 平行光管3．自准直望远镜阿贝式自准直望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。
它用来观察和确定光线行进方向。
自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成（如图3-7-3），三者间距可调。
光栅常数的测定实验报告
光栅常数的测定实验报告
实验目的，通过实验测定光栅的常数，掌握光栅的使用方法，加深对光学原理的理解。
实验仪器，光栅、单色光源、平行光管、读数显微镜、光电计。
实验原理：当平行光垂直入射到光栅上时，会产生衍射现象。
通过衍射公式可以得到光栅的常数：
dsinθ = mλ。
其中，d为光栅的常数，θ为衍射角，m为衍射级数，λ为入射光波长。
实验步骤：
1. 将光栅固定在平行光管上，使得入射光垂直照射到光栅上。
2. 调整光栅和单色光源的位置，使得光栅的主衍射级尽可能明亮。
3. 使用读数显微镜测量主衍射级的角度，并记录下来。
4. 用光电计测量入射光的波长，并记录下来。
实验数据：
1. 主衍射级的角度，θ = 30°。
2. 入射光的波长，λ = 600nm。
实验结果：
根据衍射公式，可以计算出光栅的常数：
d = mλ/sinθ = 1600nm/sin30° = 1200nm。
实验结论：
通过本次实验，我们成功测定了光栅的常数为1200nm。
实验结果与理论值基本吻合，表明实验操作和数据测量的准确性较高。
同时，通过本次实验，我们掌握了光栅的使用方法，并加深了对光学原理的理解。
实验总结：
本次实验通过测定光栅的常数，加深了我们对光学原理的理解，提高了实验操作和数据处理的能力。
同时，也让我们更加熟悉了光学实验仪器的使用方法，为以后的实验打下了良好的基础。
在今后的学习和实验中，我们将继续努力，不断提高实验操作的技能，加深对光学原理的理解，为今后的科研工作和实践应用打下坚实的基础。
分光计调整及光栅常数测量实验报告
分光计调整及光栅常数测量实验报告实验目的：调整分光计，测量光栅的常数。
实验原理：1.分光计调整原理：分光计是一种用于测量光的波长和频率的仪器。
分光计主要由鲍尔根定律原理来进行调整，即光栅平面上任意一个入射光束与平面波的等位面平行，即入射光束垂直于光栅平面。
2.光栅常数测量原理：光栅是指一种平行等间距排列的透明或不透明条纹，常用于分光仪器中。
测量光栅常数的常用方法是根据光栅方程，即nλ=d·sinθ，其中n 为光的次级衍射，λ为光的波长，d为光栅常数，θ为入射角度。
实验步骤：分为调整分光计和测量光栅常数两个部分。
调整分光计的步骤如下：1.设置光源并调整亮度，确保光源充分明亮。
2.调整分光计的单色仪，使之接收到一条稳定的单一波长的光。
3.调整分光计的望远镜，使其与单色仪中的光完全重合。
4.调整接收屏，确保光栅上的光平行。
测量光栅常数的步骤如下：1.将光源对准分光计，确保光线垂直照射到光栅上。
2.调整入射角度，使得光栅衍射的主极大完全重合。
3.记下入射角度和衍射角度。
4.根据光栅方程，计算光栅常数。
实验结果：1.调整分光计的结果：经过调整，分光计能够准确地接收到一条稳定的单一波长的光，并且光线重合完全。
2.测量光栅常数的结果：入射角度为θ1，衍射角度为θ2，根据光栅方程计算得到光栅常数为d。
实验讨论：1.调整分光计部分：调整分光计时，要确保光源充分明亮，以确保接收到的光线稳定。
同时，要仔细调整望远镜和接收屏，以确保光线能够完全重合。
2.测量光栅常数部分：在测量光栅常数时，要注意调整入射角度，使得光栅衍射的主极大完全重合，以确保测量结果的准确性。
实验结论：通过调整分光计和测量光栅常数的实验，我们成功地调整了分光计，并测量到了光栅的常数。
实验3分光计测定光栅常数(305)
实验3分光计测定光栅常数(305)实验目的：通过分光计测量锐利衍射光线的波长和夹角，计算出一根光栅的光栅常数。
实验原理：光栅是一种光学元件，可以将入射光线分解成多个光线，这些光线以不同的角度从光栅表面出射。
光栅的光学特性由光栅常数d决定，d是光栅表面的刻线之间的距离。
通过测量光栅衍射的角度和入射光的波长，可以计算出光栅常数。
分光计是一种用于测量物体的光学性质的仪器。
在分光计中，单色光穿过狭缝，经过棱镜分光后，最后进入光栅。
被光栅反射的光线经过凸透镜聚焦和测量之后，最终落在光电倍增管上。
当光线垂直入射到光栅上时，光线被反射出来的角度符合下列方程：d sinθ = nλ其中，d是光栅常数，θ是反射角，λ是入射光的波长，n是整数。
当n=1时，称为一级衍射；当n=2时，称为二级衍射，以此类推。
实验步骤：1.使用单色光源，调整分光计棱镜，使单色光垂直入射入光栅。
2.调整入射光的角度，使得反射角达到最大值。
3.记录反射角和入射光波长，测量多组数据。
4.计算光栅常数d。
5.比较不同测量组数据的d值，计算平均值和标准偏差。
实验注意事项：3.光栅表面不能有污渍或损坏。
实验结果：本实验使用了氦氖激光，测量了10组数据，数据如下：| 红光| θ/° | λ/nm | d/nm || :----: | :----: | :----: | :----: || 1级 | 23.68 | 632.8 | 316.50 || 2级 | 47.40 | 632.8 | 316.50 || 3级 | 70.79 | 632.8 | 316.50 || 4级 | 94.19 | 632.8 | 316.50 || 5级 | 117.57 | 632.8 | 316.50 || 6级 | 140.93 | 632.8 | 316.50 || 7级 | 164.29 | 632.8 | 316.50 || 8级 | 187.63 | 632.8 | 316.50 || 9级 | 210.96 | 632.8 | 316.50 || 10级 | 234.29 | 632.8 | 316.50 |其中，λ=632.8nm是氦氖激光的波长，d为光栅常数。
分光计测光栅常数实验报告
分光计测光栅常数实验报告《分光计测光栅常数实验报告》哇塞！今天我们做了一个超级有趣的实验——分光计测光栅常数！这可真是让我大开眼界啊！一进实验室，我就看到了那台神奇的分光计，它就像一个巨大的精密仪器怪兽，等着我们去驯服它。
老师在前面给我们讲解实验步骤和注意事项，我眼睛都不敢眨一下，生怕错过了什么重要的内容。
“同学们，这个实验可是很有挑战性的哦！”老师笑着说，“你们可得认真仔细，不然得出的数据可就不准确啦！”我心里暗暗想：哼，我才不会出错呢！我和同桌小明一起开始动手操作。
我小心翼翼地调整分光计的望远镜，就好像在给一个调皮的小宝宝调整姿势一样。
“小明，你看看，我这样调对不对？”我着急地问。
小明摇摇头说：“不对不对，角度有点偏啦！”哎呀，这可把我急坏了，怎么就不对呢？经过一番折腾，终于把望远镜调整好了。
接下来是放置光栅，这一步也不简单啊！我们俩手忙脚乱的，就像两只热锅上的蚂蚁。
“哎呀，小心点，别碰坏了！”我大声喊道。
好不容易把一切都准备就绪，开始测量数据了。
我紧紧地盯着刻度盘，眼睛都快瞪出来了。
“小明，你记录数据，可别记错了啊！”我紧张地说。
每测量一组数据，我的心都提到了嗓子眼儿，生怕出什么差错。
测量的过程中，也不是一帆风顺的。
有时候光线不太好，数据就会有偏差；有时候我们的操作不够熟练，还得重新再来。
这可真是考验我们的耐心和细心啊！但是，我们没有放弃，一直在努力。
就像爬山一样，虽然路途艰难，但只要坚持，就一定能到达山顶。
终于，我们完成了所有的数据测量。
看着那密密麻麻的数据，我和小明都松了一口气。
接下来就是处理数据啦，这可也是个细致活儿。
我们认真地计算着，反复核对，生怕出错。
“哎呀，这个数算错了，重新来！”小明叫了起来。
经过多次的修改和验证，我们终于得到了光栅常数。
这次实验让我明白了，科学实验可不是一件轻松的事情，需要我们有耐心、细心，还要有不怕困难的精神。
这不就像我们的人生吗？充满了挑战和困难，但只要我们勇敢面对，就一定能找到解决的办法！我觉得这次实验太有意义啦，不仅让我学到了知识，还让我懂得了做事情要认真负责。
实验3分光计测定光栅常数（305）
实验3分光计测定光栅常数（305）分光计测定光栅常数一、实验目的1. 观察光栅衍射现象和衍射光谱2. 进一步熟悉分光计的调节和使用3. 选定波长已知的光谱线测定光栅常量二、实验仪器分光计、光栅、汞灯、双面反射镜三、实验原理当单色平行光垂直照射到光栅面上，透过各狭缝的光线将向各个方向衍射.如果用凸透镜将与光栅法线成?角的衍射光线会聚在其焦平面上，由于来自不同狭缝的光束相互干涉，结果在透镜焦平面上形成一系列明条纹.根据光栅衍射理论，产生明条纹的条件为()sin 0,1,2,k d k k ?λ==±± (26―1)式中d=a+b 为光栅常量，λ为入射光波长，k 为明条纹(光谱线)的级数，k ?为第k 级明条纹的衍射角.(26―1)式称为光栅方程，它对垂直照射条件下的透射式和反射式光栅都适用.如果入射光为复色光，由(26―1)式可知，波长不同，衍射角也不同，于是复色光被分解.而在中央0,0k k ?==处，各色光仍然重叠在一起，形成中央明条纹.在中央明条纹两侧对称分布着k = ±1，±2，…级光谱.每级光谱中紫色谱线靠近中央明条纹，红色谱线远离中央明条纹.实验中如用汞灯照射分光计的狭缝，经平行光管后的平行光垂直照射到放在载物台上的光栅上，衍射光用望远镜观察，在可见光范围内比较明亮的光谱线如图26―2所示.这些光谱线的波长都是已知的(参见附表3―10).用分光计判明它的级数k 并测出相应的衍射角k ?，就可由(26―1)式求出光栅常量d .四、实验内容(一)调整分光计调整方法参见实验17.调好的分光计应使望远镜调焦在无穷远，平行光管射出平行光，望远镜与平行光管共轴并与分光计转轴垂直.平行光管的狭缝宽度调至0．3mm 左右，并使狭缝与望远镜里分划板的中央竖线平行而且两者中心重合.要注意消除望远镜的视差.调好后固定望远镜和平行光管的有关螺旋.（二）放置光栅1.将放在光栅座上的光栅按图26―3所示的位置放在分光计的载物台上，并小心地用载物台上的压片将光栅片位置固定.先目测使光栅面与平行光管轴线大致垂直，然后用自准法调节.注意：望远镜和平行光管都已调好不能再调，只调节载物台下方的两个螺钉G 1、G 3，使得从光栅面反射回来的绿色十字在图17―8(c )所示的位置，然后固定载物台.2.轻轻转动望远镜支臂以转动望远镜，观察中央明条纹两侧的衍射光谱是否在同一水平面内.如果观察到光谱线有高低变化，说明狭缝与光栅刻痕不平行.此时可调节图26―3所示的载物台螺钉G 2,直到各级谱线基本上在同一水平面内为止.(三)测量汞灯各谱线的衍射角1. 将分光计内小灯熄灭，转动望远镜，从最左端的-1级黄色谱线开始测量，依次测到最右端的+1级黄色谱线.为了使分划板竖线对准光谱线，应用望远镜的微调螺钉仔细调节，不能用手直接推动望远镜.2. 为了消除分光计度盘的偏心差，测量每一条谱线的衍射角时要分别测出左右两个游标的示值，然后取平均.3. 由于衍射光谱对中央明条纹是左右对称的，为了减小测量的误差，对于每一条谱线应测出+1级和-1级光谱线的位置，两个位置差值的一半即为1?.4. 完成数据表26―l ，对于k =±1级光谱线，由(26-1)式得1/sind λ?=.可不考虑λ的不确定度，d 的合成标准不确定度()()c 111csc cot u d u λ=??对于JJY-1型分光计，()4m 11 2.90910rad ?-'?==?,于是()1u ?=41.6810rad -?.五、注意事项1. 禁止用手触摸光栅，拿取或移动光栅时应移动光栅座.2. 对于调好的分光计，不能再调平行光管和望远镜上的任何调节螺钉或旋钮(除目镜视度调节手轮以外).3. 测量衍射角时，应锁紧望远镜止动螺钉，用望远镜转角微调螺钉使分划板竖线与光谱线对齐，再读游标示值.六、数据处理七、思考题1．用已校准好的光栅，通过实验能看到第几级579．07nm 的黄光谱线?并与理论计算结果相比较.八、附原始数据记录表格（注：作实验时记录在原始数据上用）表26―1。
用分光计测光栅常数和光波的波长
衍射光栅是一种高分辨率的光学色散元件，它广泛应用于光谱分析．随着现代技术的发展，它在计量、无线电、天文、光通信、光信息处理等许多领域中都有重要的应用．【实验目的】1．观察光栅的衍射现象，研究光栅衍射的特点．2．测定光栅常数和汞黄光的波长．3．通过对光栅常数和波长的测量，了解光栅的分光作用，并加深对光的波动性的认识．【实验仪器与用具】分光计1台，光栅1个，低压汞灯1个．【实验原理】普通平面光栅是在一块玻璃片上用刻线机刻画出一组很密的等距的平行线构成的．光波射向光栅，刻痕部分不透光，只能从刻痕间的透明狭缝中通过．因此，可以把光栅看成一系列密集、均匀而又平行排列的狭缝．图15—1光栅衍射图光照射到光栅上，通过每个狭缝的光都发生衍射，而衍射光通过透镜后便互相干涉．因此，本实验光栅的衍射条纹应看做是衍射与干涉的总效果．下面我们来分析平行光垂直射到光栅上的情况(图15－1)．设光波波长为λ，狭缝和刻痕的宽度分别为a和b，则通过各狭缝以角度φ衍射的光，经透镜会聚后如果是互相加强，在其焦平面上就得到明亮的干涉条纹．根据光的干涉条件，光程差等于波长的整数倍或零时形成亮条纹．由图15－1可知，衍射光的光程差为(a+b)sinφ，于是，形成亮条纹的条件为：(a+b)sinφ= Kλ，K = 0，±1，±2，…或d sinφ ＝Kλ．（15－1）式中，d＝a+b称为光栅常数，λ为入射光波波长，K为明条纹(光谱线)级数，φ是K级明条纹衍射角．K＝0的亮条纹叫中央条纹或零级条纹，K＝±1为左右对称分布的一级条纹，K ＝±2为左右对称的二级条纹，以此类推．光栅狭缝与刻痕宽度之和a+b称为光栅常数．若在光栅片上每厘米宽刻有n条刻痕，则光栅常数d＝(a+b)= cm．当a+b已知时，只要测出某级条纹所对应的衍射角φ，通过式(15－1)即可算出光波波长λ．当λ已知时，只要测出某级条纹所对应的衍射角φ，通过式(15—1)可计算出光栅常数．图15－2 光栅的放置在λ和a+b一定时，不同级次的条纹其衍射角不同．如a+b很小，则光栅衍射的各级亮条纹分得很开，有利于精密测量．另外，如果K和a+b一定时，则不同波长的光对应的衍射角也不同．波长愈长衍射角也愈大，有利于把不同波长的光分开．所以光栅是一种优良的分光元件．【实验内容和步骤】1．调整分光计参照实验十六．调整望远镜使其能接收平行光，且其光轴与分光计的中心轴垂直；调整载物台平面水平且垂直于中心轴；调整平行光管发出平行光，且光轴与望远镜等高同轴．2．测定光栅常数(1)放置光栅．按图15—2所示，将光栅放在载物台上，先用目视使光栅平面与平行光管光轴大致垂直(拿光栅时不要用手触摸光栅表面，只能拿光栅的边缘)，使入射光垂直照射光栅表面．(2)调节光栅平面与平行光管光轴垂直．接上目镜照明器的电源，从目镜中看光栅反射回来的亮十字像是否与分划板上方的十字线重合．如果不重合，则旋转游标度盘，先使其纵线重合(注意：此时狭缝的中心线与亮十字的纵线、分划板的纵线三者重合)，再调节载物台的调平螺钉2或3使横线重合(注意：绝不允许调节望远镜系统)，然后旋紧游标盘止动螺钉，定住游标盘，从而定住载物台．(3)观察干涉条纹．去掉目镜照明器上的光源，放松望远镜止动螺钉16，推动支臂旋转望远镜，从目镜观察各级干涉条纹是否都在目镜视场中心对称，否则调节载物台下调平螺钉l，使之中心对称，直到中央明条纹两侧的衍射光谱基本上在同一水平面为止．(4)测衍射角．①推动支臂使望远镜和度盘一起旋转，并使分划板的十字线对准右边绿色谱线第一级明纹的左边缘(或右边缘)；旋紧望远镜止动螺钉16，旋转望远镜微调螺钉，精确对准明纹的左边缘(或右边缘，注意对以后各级明纹都要对准同一边缘)，从A、B两游标读取刻度数，记为、．同理测出左边绿色谱线第一级明纹的刻度数、，则第一级明纹的衍射角为(衍射光谱对中央明纹对称，两个位置读数之差的l／2即为衍射角φ) ，如图15—3所示，，．取平均得第一级明纹衍射角的平均值：图15—3衍射角的测定将代入(15－1)式求得d1．②用上述同样的方法测得绿色谱线第二级明纹的衍射角，同理求得d2 ，则所测光栅常数3．测定待测光波的波长转动望远镜，让十字叉丝依次对准中央条纹左、右两边K＝±l、K±2的黄线亮条纹，按上述相同的方法，测出其衍射角、．由于已知d，将其代入(15－1)式，则得出λ1、λ2，故说明：为避免漏测数据，测量时也可将望远镜移至最左端，从－2、－l到＋1、＋2级依次测量．【数据记录及处理】1．测定光栅常数由式(15－1)得d＝，绿光波长．表15—1 测定光栅常数数据表计算误差：= (△为衍射角的平均误差)．结果表示d ＝±△d ＝±．2．测定黄光波长表15—2 测定黄光波长数据表计算误差：△= [△d／d ＋（cot ）△]= ，结果= ±△= ±．【注意事项】1．光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，以免弄脏或损坏．2．水银灯的紫外线很强，不可直视，以免灼伤眼睛．3．分光计各部分调节一定要细心、缓慢，如发现异常现象，要及时报告．【思考题】1．光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?2．用光栅观察自然光，看到什么现象?为什么紫光离中央0级条纹最近，红光离0级条纹最远?3．光狭缝太宽或太窄时，将会出现什么现象?为什么?4．按图15—2放置光栅有何好处?5．用光栅测定光波波长，对分光计的调节有什么要求?6．利用＝5893 的纳光垂直入射到1mm内有500条刻痕的平面透射光栅上时，最多能看到几级光谱?1．进一步熟悉掌握分光计的调节和使用方法；2．观察光线通过光栅后的衍射现象；3．测定衍射光栅的光栅常数、光波波长和光栅角色散。
实验七 用分光计测光栅常数和光波的波长
实验七用分光计测光栅常数和光波的波长【实验目的】1. 熟悉分光计的操作2. 用已知波长光光栅常数3. 用测出的光栅常数测某一谱线的波长【实验仪器】分光计及附件一套，汞灯关源；光栅一片【实验原理】本实验是利用全息光栅进行测量，光源采用GD20低压汞灯，它点燃之后能发生较强的特性光谱线，在可见区辐射的光谱波长分别为5790A0，5770 A0，5461 A0，4358 A0，4047 A0。
根据夫琅和费衍射原理，每一单色平行光垂直投射到光栅平面上，被衍射，亮纹条件为：dsinθ=Kλ(K=0, ±1, ±2,±3,······)d-----光栅常数θ-----衍射角λ-------单色光波长由于汞灯产生不同的单色光，每一单色光有一定的波长，因此在同级亮纹时，各色光的衍射角θ是不同的。
除中央亮纹外各级可有四条不同的亮纹，按波长不同进行排列，通过分光计观察时如（图8-3）所示。
这样，若对某一谱线进行观察（例如黄光λy=5790 A0）对准该谱线的某级亮纹(例如K=±1）时，求出其平均的衍射角θ〈y，代入公式就可求光栅常数d，然后可与标准比较。
本实验采用d=1/1000厘米的光栅。
相反，若将所求得的光栅常数d，并对绿光进行观察，求出某级亮纹（如K=±1）的平均衍射角θ〈y，代入公式，又可求出λg 。
同理，可以同级亮纹或不同亮纹的其他谱线进行观察和计算。
【实验步骤】（实验之前请先看实验七附录）１、先进行目镜和望远镜的调焦；２、调整望远镜的光轴垂直于旋转主轴；３、平行光管的调焦；４、调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴；５、将平行光管狭缝调成垂直；（1-5安装时已基本调好）６、调节光栅平面，使光栅与转轴平行，且光栅平面垂直于平行光管。
调节方法：先开汞灯光源，把平行光管的狭缝照亮，把望远镜叉丝对准狭缝象，固定望远镜的锁紧螺钉。
实验四分光计测光栅常数实验
实验四分光计测光栅常数实验光栅是在一块透明板上刻有大量平行刻痕的光学元件，在每条刻痕处，光会向各个方向散射，光只能从刻痕间狭缝中通过。
因此，可以把光栅看成一组数目很多、排列紧密、均匀而又平行的狭缝，这种根据多缝衍射原理制成的衍射光栅，能产生间距较宽的匀排光谱，从而将复色光分解成光谱，是一种重要的分光元件，可广泛应用于物质光谱分析、计量、光通讯信息处理等方面。
光栅产生的谱线亮度虽比棱镜光谱要小，但谱线间距较宽，因此，它的分辨本领比棱镜高。
一、实验目的：1、熟悉分光计的调整和使用。
2、观察光线通过光栅后的衍射现象。
3、掌握用光栅测量光波长及光栅常数的方法。
二、实验仪器TTY—01型分光计，待测波长的光源，光栅。
三、实验原理：光栅在结构上有平面光栅，阶梯光栅和凹面光栅等几种、同时又分为透射式和反射式两类。
本实验选用透射式平面刻痕光栅。
透射式平面刻痕光栅是在光学玻璃片上刻划大量互相平行，宽度和间距相等的刻痕制成的。
当光照射在光栅面上时，刻痕处由于散射不易透光，光线只能在刻痕间的狭缝中通过。
因此，光栅实际上是一排密集均匀而又平行的狭缝。
若以单色平行光垂直照射在光栅面上，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，并在透镜焦平面上形成一系列被相当宽的暗区隔开的间距不同的明条纹。
按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：或：λφk d k ±=sin （ 2.1.0=k ） （1） 式中：d=)(b a +称为光栅常数，λ为入射光波长，k 为明条纹（光谱线）级数，φk 为K 级明条纹的衍射角。
如果入射光不是单色光，则由式（1）可以看出，光的波长不同其衍射角φk 也各不相同，于是复色光将被分解。
而在中央k=0，φk=0处，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分布着k=1、2……级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。