物理实验报告记录《用分光计和透射光栅测光波波长》
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．随着现代技术的开展，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，刻痕局部不透光，只能从刻痕间的透明狭缝过．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预．因此，本实验光栅的衍射条纹应看做是衍射与干预的总效果．
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，那么通过各狭缝以角度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预条纹．根据光的干预条件，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
大学物理实验教案 用透射光栅测定光波波长
实验名称：用透射光栅测定光波波长 实验目的：
1、理解光栅衍射的基本原理与特点；
2、掌握分光仪、光栅的调节要求与方法，掌握各步调节的目的和实现的判据；
3、认识光栅光谱的分布规律，并能正确判别衍射光谱的级次；
4、利用光栅测定光栅常量、光波波长。
实验仪器：
分光计 透射光栅
双面反射镜 汞灯 实验原理：
若以单色平行光束垂直照射光栅，通过每个狭缝的光都会发生衍射，这些衍射光又在一些特殊方向上被透镜会聚于焦平面上一点后，因干涉加强而型成各级亮线，如图1，若衍射角为φ的光束经透镜会聚后互相加强，则角φ必须满足关系式
,...)
3,2,1,0(,
sin =±=k k d k λϕ
即光程差必须等于光波长的整数倍。式中λ为单色光波长，k 是亮条纹级次，ϕk 为k 级谱线
如果入射光是复色光，由于各色光的波长各不相同，则由公式（41-1）可以看出，其衍射角k ϕ也各不相同，经过光栅后，复色光被分解为单色光。在中央0=k ，0=k ϕ 位置处，各色光仍将重叠在一起，形成0级亮条纹。而在中央亮条纹两侧，各种波长的单色光产生各自对应的谱线，同级谱线组成一个光带，这些光带的整体叫做衍射光谱。如图所示，它们对
称地分布在中央亮条纹的两侧。
1、 测量光栅常数
用汞灯光谱中的绿线（546.07nm λ=）作为已知波长测量光栅常数d 。测量公式
sin k
k d λ
ϕ=
2、 测量波长
用上面求出的光栅常数，测量光谱线的波长。测量公式
sin k
d k
ϕλ=
3. 光栅的角色散
角色散是光栅的重要参数，它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角距离。汞灯光谱中双黄线的波长差之差λ∆=2.06nm ，两条谱线偏向角之差ϕ∆和两者波长之差λ∆之比：
分光仪的使用和光栅实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除分光仪的使用和光栅实验报告
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
实验九用透射光栅测定光波波长总结
实验内容 1．分光计及光栅的调节 (1)按实验中所述的要求调节好分光计，即 望远镜聚焦于无穷远；准直管发出平行光； 望远镜和准直管共轴且与分光计转轴正交 。
(2)调节光栅平面与分光计转轴平行，且光栅 面垂直于准直管．调节的方法是：先把望远 镜叉丝对准狭缝，再将平面光栅按图9—3置 于载物台上，调节螺丝a或b，并将光栅面旋 转180。直到望远镜中从 光栅面反射回来的十字 像与目镜中的调整叉丝重 合，至此光栅平面与分光 计转轴平行，且垂直于准 直管，固定载物台．
由光栅方程可看出，若已知光栅常量d， 测出k级衍射明条纹的衍射角k ，即可求出光 波波长 ．反之，若已知 ，亦可求出光 栅常量d． 将光栅方程式(9—1)对 微分，可得光栅 的角色散为
d k D d d cos
(9—2)
角色散是光栅、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 间的角距离，由式(9—2)可知，光栅常量d愈 小，角色散愈大；此外，光谱的级次愈高， 角色散也愈大．而且光栅衍射时，如果衍射 角不大，则 cos 近于不变，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．
(3)调节光栅刻痕与转轴平行．调节的方法 是： 转动望远镜，观察光栅光谱线，调节载 物台螺丝c，使从望远镜中看到的叉丝交点始 终处在各谱线的同一高度．调好后，再检查 光栅平面是否仍保持与转轴平行，如果有了 改变，就要反复多调几次，直到两个要求都 满足为止．
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 n
s 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。
实验7 用透射光栅测量光波波长
实验7 用透射光栅测量光波波长实验目的
1．加深对光栅分光原理的理解。
2．使用透射光栅测定光栅常数，光栅角色散和光波波长。
3．熟悉分光计的调节和使用，并了解在测量中影响测量精度的因素。
仪器和用具
分光计，平面透射光栅，汞灯。
实验原理
光栅是重要的分光元件，和棱镜一样，被广泛应用于单色仪，摄谱仪等光学仪器中。光栅实际上是一组数量极大的平行排列的，等宽、等距狭缝。应用透射光工作的称为透射光栅，应用反射光工作的称为反射光栅。本实验采用透射光栅进行测量。
如图7-1所示，设S为
位于透镜L1物方焦面上的细
长狭缝光源，G为光栅，光
栅上相邻狭缝的间距d称为
光栅常数。自光源经透镜垂
直入射于光栅平面的平行光
经单个狭缝产生衍射，与光
栅法线成θ角的衍射光经透
镜L2会聚于象方焦平面的θP图7-1
点，其产生亮条纹的条件由
光栅方程决定，式中θ为衍
θk
λ
sin (7-1)
d=
射角，λ为光波波长，k是光谱级数(k = 0，±1，±2…)。当k = 0时，在θ= 0处，各种波长的亮线重叠在一起，形成白色的明亮零级条纹。对于k的其它数值，不同波长的亮纹出现在不同方向上，形成光谱，此时各波长的亮线称为光谱线。而与k的正、负两组值所对应的两组光谱则对称地分布在零级象的两侧。因此，可以根据式(7-1)在测定衍射角θ的条件下，确定通常在k=±1时的d和λ间关系，也就是说只要知道光栅常数d，就可以求出未知光波长λ，反过来也是一样。这样就为我们进行光谱分析提供了方便而快捷的方法。式(7-1)的推导十分简单，因为
θsin d 是相邻两狭缝光的位相差，位相差为波长的整数倍时，显然有相干光干涉会增强，各狭缝的光束增强形成相应波长光波的亮线。此外，光栅的多缝衍射干涉的结果还有以下特征：
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
光栅特性及测定光波波长实验报告
实验名称：光栅特性及测定光波波长
目的要求
1. 了解光栅的主要特性
2. 用光栅测光波波长
3. 调节和使用分光计
仪器用具
1. JJY型分光计
2. 透射光栅
3. 平面镜
4. 汞灯
5. 钠光灯
6. 可调狭缝
7. 读数显微镜
实验原理
实验所用的是平面透射光栅，它相当于一组数目极多、排列紧密均匀的平行狭缝。
根据夫琅禾费衍射理论，当一束平行光垂直的投射到光栅平面上时，光通过每条狭缝都发生衍射，有狭缝射光又彼此发生干涉。凡衍射角符合光栅方程：
φk
λ
sin（k=0，±1，±2，…）
d=
在该衍射角方向上的光将会加强，其他方向几乎完全抵消。式中φ是衍射角，λ是光波波长，k 使光谱的级数，d 是缝距，称为光栅常数，它的倒数1／d 叫做光栅的空间频率。
当入射平行光不与光栅表面垂直时，光栅方程应写为：
λφk i d =−)sin (sin （k =0，±1，±2，…）
若用会聚透镜把这些衍射后的平行光会聚起来，则在透镜的后焦面上将会出现一系列的亮点，焦面上的各级亮点在垂直光栅刻线的方向上展开，称为谱线。在φ＝0的方向上可以观察到中央极强，即零级谱线。其他 ±1，±2，…级的谱线对称的分布在零级谱线两侧。
若光源中包含几种不同波长的光，对不同波长的光，同一级谱线将有不同衍射角φ，因此在透镜的焦面上出现按波长次序级谱线级次，自第0级开始左右两侧由短波向长波排列的各种颜色的谱线，称为光栅衍射光谱。
用分光计测出各条谱线的衍射角φ，若已知光波波长，即可得到光栅常数
d ；若已知光栅常数d ，即可得到待测光波波长λ。
分辨本领R: 定义为两条刚好能被该光栅分辨开的谱线的波长差△λ≡λ2－λ1
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
用透射光栅测量光波波长
补5用透射光栅测量光波波长
光栅是重要的分光元件，和棱镜一样，被广泛应用于单色仪，摄谱仪等光学仪中。光栅实际上是一组数量极大的平行排列的，等宽、等距狭缝。应用透射光工作的称为透射光栅，应用反射光工作的称为反射光栅。本实验主要采用透射光栅来进行测量。
【实验目的】
1. 加深对光栅分光原理的理解。
2. 使用透射光栅测定光栅常量，光波波长和光栅角色散。
3. 进一步练习分光计的调节和使用，并了解在测量中影响测量精度的因素。
【实验仪器】
分光计，平面透射光栅，汞灯，钠灯，等。
【实验原理】
如图B5-1所示，设S为位于透镜L!物方焦面上的细长狭缝光源，G为光栅,
图B5 —1
光栅上相邻狭缝的间距为d。自光源S射出的光，经透镜L i后，成为平行光且垂直
照射于光栅平面G上，平行光通过光栅狭缝时产生衍射，凡与光栅法线成二角的衍
射光经透镜L2后，会聚于象方焦平面的点，其产生衍射亮条纹的条件为
d si nr 二k，(B5-1)
(B5 —1)式称为光栅方程，式中二为衍射角，’为光波波长，k是光谱级数(k = 0，±
1，± 2, )，d称为光栅常量。衍射亮条纹实际上是光源狭缝的衍射象，是一条条锐细的亮线。当k=0时，在二=0的方向上，各种波长的亮线重叠在一起，形成白色的零级亮线。对于k的其它数值，不同波长的亮线岀现在不同方向上，形成光谱，此时各波长的亮线称为光谱线。而与k的正、负两组值所对应的两组光谱，则对称地分布在零级亮
线的两侧。因此，可以根据式(B5-1)在测定衍射角二的条件下，确定d和■间关系(通
常考虑k= 士1时的情形)，也就是说只要知道光栅常量d，就可以求岀未知光波长■；
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。
实验二-用透射光栅测定光波的波长
实验二 用透射光栅测定光波的波长
衍射光栅是利用多缝衍射原理使光波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，故它已被广泛地装配在各种光谱仪器中。现代高科技技术可制成每厘米有上万条狭缝的光栅，它不仅适用于分析可见光成分，还能用于红外和紫外光波。在结构上有平面光栅和凹面光栅之分，同时光栅分为透射式和反射式两大类。本实验所用光栅是透射式光栅。
一、实验目的：
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。 二、仪器和用具：
分光计，透射光栅，汞灯，钠灯等。 三、实验原理：
若以单色平行光垂直照射在光栅面上（图1），则光束经光栅各缝衍射后将在透镜的焦平面上叠加，形成一系列间距不同的明条纹（称光谱线）。
根据夫琅和费衍射理论，衍射光谱中明条纹所对应的衍射角应满足下列条件：
sin (0,1,2,3.....)k d k k ϕλ=±= （1）
式中d a b =+称为光栅常数（a 为狭缝宽度，b 为刻痕宽度，参见图1-2），
k 为光谱线的级数，k ϕ为k 级明条纹的衍射角，λ是入射光波长。该式称为光栅方程。
如果入射光为复色光，则由（1）式可以看出，光的波长λ不同，其衍射角k ϕ也各不相同，于是复色光被分解，在中央0,0k k ϕ==处，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹，称为零级谱线。在零级谱线的两侧对称分布着0,1,2,3.....k =级谱线，且同一级谱线按不同波长，依次从短波向长波散开，即衍射角逐渐增大，形成光栅光谱。
1用光栅测定光波波长
用光栅测定光波波长
由于光栅是具有较大的色散率和较高的分辨本领，故它已被广泛地装配在各种光谱仪器中。本实验利用透射光栅测定光波波长，并复习分光计的调节和使用方法。
实验目的
1.观察光线通过光栅后产生的衍射现象。
2.测定衍射光栅的光栅常数、光波波长、光栅角色散。
实验原理及方法
如图1所示，当单色平行光垂直照射在光栅平面上时，透过各狭缝的光因衍射而向各个方向传播，经透镜会聚后相互干涉，并在透镜焦平面上形成一条条间距不等的明条纹（称为光谱线）。根据光栅衍射理论，各级谱线的位置可由下式决定：
λϕk d k =sin （k =0，±1，±2，±3，……） （1）
式中d =a +b 为光栅常数，λ为入射光波长，k 是谱线级数，k ϕ是k 级谱线的衍射角。该式称为光栅方程。a 、b 为缝宽和间距。在ϕ=0处，可观察到中央主极大条纹，称为零级谱线。
图1
若入射光是复色光，则由式（1）可以看出：在光栅常数一定时，同级谱线由于波长不同将有不同的衍射角，谱线的位置也就不同。因而除k ϕ=0方向上，对应于k =0的各色零级谱线相互重叠在一起，在零级谱线两侧对称分布的各级谱线都按波长大小依次排列，形成彩色的光栅光谱，如图2所示。
由光栅方程，对λ微分，可得光栅的角色散
ϕ
λϕcos d d d k D == （2） 角色散是光栅又一重要参数，表示单位波长间隔两单色光谱线之间角间距。由式（2）可知，d 越小，D 越大；k 越高，D 越大。
图2
仪器构造及使用
分光计、光栅、平面镜、汞灯等。
光栅是一组数目极多的等宽、等间距且平行排列的狭缝，能产生谱线间距较宽的匀排光谱。产生的光谱亮度比用棱镜分光时小，但分辨本领比棱镜大。光栅不仅适用可见光，还可用于红外光和紫外光。常用光栅有透射光栅和反射光栅两种。
最新大学物理实验分光计实验报告
最新大学物理实验分光计实验报告
实验目的：
1. 熟悉分光计的结构和工作原理。
2. 掌握使用分光计测定光波波长的方法。
3. 学习利用分光计进行光栅常数的测量。
实验仪器：
1. 分光计
2. 光谱灯
3. 光栅
4. 测量尺
5. 标准波长样本
实验原理：
分光计是一种利用衍射光栅分离和测量光谱的仪器。当光通过具有一定间距的光栅时，不同波长的光会因衍射角的不同而分离。通过测量不同波长的光的衍射角，可以计算出光波的波长。实验中，我们利用已知波长的光谱灯发出的光作为参考，通过调整分光计的角度，使得分光计上的望远镜对准光谱灯发出的特定波长的光，从而测量出该波长的衍射角。
实验步骤：
1. 搭建实验装置：将光谱灯放置在分光计的一端，光栅置于分光计的旋转台上，望远镜置于分光计的另一端。
2. 调整分光计：确保望远镜、光栅和光谱灯三者的中心在同一水平面上，调整望远镜的焦距，使其能够清晰地看到光栅的衍射图样。
3. 测量已知波长的光：选择一个已知波长的光谱线，调整望远镜的位置，使其对准该波长的衍射极大值，记录此时的衍射角。
4. 测量未知波长的光：重复步骤3，对多个未知波长的光谱线进行测量。
5. 数据处理：根据测量的衍射角和光栅方程，计算出各个波长的光的实际波长，并与已知波长进行比较，确定光栅的光栅常数。
实验数据与结果分析：
1. 记录所有测量到的衍射角，并计算对应的波长。
2. 利用最小二乘法或其他统计方法，对数据进行线性拟合，求出光栅常数。
3. 比较实验值与理论值，分析可能的误差来源。
实验结论：
通过本次实验，我们成功地使用分光计测量了不同波长的光，并计算出了光栅常数。实验结果与理论值相吻合，验证了分光计的准确性和可靠性。同时，我们也了解了光栅衍射的基本原理和实验操作技巧。
用分光计和光栅测定光波的波长
用分光计和光栅测定光波的波长
实验目的
1．进一步熟悉分光计的调节和使用。
2．观测光栅衍射现象及待测光源的光谱。
3．了解平面光栅的主要性能，学习用透射光栅观察光谱及测定光波的波长。
4．学习角度游标的读数方法。
实验仪器
分光计（及附件），高压汞灯，透射光栅。
仪器描述
关于分光计的结构以及调节方法实验十二中已有详述，具体内容请参见实验十二。
实验原理
我们知道，单色光经过单缝衍射后可以形成明暗相间的条纹，可以由条纹宽度计算光波波长。但是用单缝进行精确测量是十分困难的，因为当缝宽较大时，条纹宽度很窄难以分辨；而缝宽较小时，光强太弱，也不利于测量，如果用多条等间隔的平行细缝代替较宽的单缝就形成了光栅，利用光栅衍射可以精确的测量光谱，在物理实验中具有十分重要的意义。
1. 透射光栅
透射式光栅是在光学玻璃上刻划大量的互相平行的、等间距的刻痕而制成的。当光照射在光栅上时，刻痕处由于散射基本不透光，光只能从刻痕间透过，因此，透射光栅实际是一系列密集、均匀、互相平行的狭缝。
光栅的特性标志有两个：一是单位长度上的刻痕（条纹）数目n，其范围从每厘米几百条至每厘米上万条；若不透光的刻痕宽度用b表示，透光部分的宽度a用表示，则(a+b)称为光栅常数，用d表示，即d=a+b,可见，d=1/n。二是光栅的总刻痕数N。尤以光栅常数重要。
2．光栅方程
根据夫琅和费衍射理论，当波长为λ的平行光束垂直投射到光栅平面时，通过各个狭缝的光都会发生衍射，通过所有缝的衍射光波又彼此发生干涉，如图13-1。而这种干涉定域于无穷远处。若在光栅后面放一会聚透镜，则射向它的各方向上的衍射光都会聚在它的焦平面上，从而得到衍射光的干涉条纹，如图13-2所示。
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物理实验报告记录《用分光计和透射光栅测光波波长》
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3 精选范文:物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》(共2篇)【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。 物理实验报告 ·化学实验报告 ·生物实验报告 ·实验报告格式 ·实验报告模板图12 光栅支架的位置 图13 分划板 （2）调节光栅刻痕与转轴平行。用钠光灯照亮狭缝，松开望远镜紧固螺丝，转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2 级衍射光谱，调节调平螺丝a （不得动b 、c ）使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合，即使两侧的光谱线等高。重复（1）、（2）的调节，直到两个条件均满足为止。 （3）测钠黄光的波长 ① 转动望远镜，找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/，并记入表
4 中。 ② 右转望远镜，找到一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/，并记入表4中。 ③ 左转望远镜，找到另一侧的一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/，并记入表4中。 3．观察光栅的衍射光谱。 将光源换成复合光光源（白炽灯）通过望远镜观察光栅的衍射光谱。 【注意事项】 1．分光计的调节十分费时，调节好后，实验时不要随意变动，以免重新调节而影响实验的进行。 2．实验用的光栅是由明胶制成的复制光栅，衍射光栅玻璃片上的明胶部位，不得用手触摸或纸擦，以免损坏其表面刻痕。 3．转动望远镜前，要松开固定它的螺丝；转动望远镜时，手应持着其支架转动，不能用手持着望远镜转动。 【数据记录及处理】 表4 一级谱线的衍射角 零级像位置 左传一级像 位置 偏转角 右转一级像 位置 偏转角 偏转角平均值 光栅常数 钠光的波长λ0 = 589·3 nm 根据式（10） k=1， λ= d sin 1= 相对误差 【思考题】 1． 什么是最小偏向角？如何找到最小偏向角？ 2． 分光计的主要部件有哪四个？分别起什么作用？ 3． 调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作是什么？如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像？ 4． 为什么利用光栅测光波波长时要使平行光管和望远镜的光轴与光栅平面垂直？ 5． 用复合光源做实验时观察到了什么现象，怎样解释这个现象？
[物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》(共2篇)]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】
4 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
两侧的光谱线等高。重复（1）、（2）的调节，直到两个条件均满足为止。
（3）测钠黄光的波长
①转动望远镜，找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/，并记入表4 中。