光栅衍射实验报告-Word整理

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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。

光栅衍射实验报告10页

光栅衍射实验报告10页一、实验目的：1、掌握光的衍射原理。

2、了解光栅衍射。

3、通过实验确定激光波长。

二、实验仪器：激光器、光栅、荧光屏、平行光平面镜、支架、卡尺等。

三、实验原理：当光通过一个小孔或一个开口时，光束发生弯曲并向四周散射。

这种现象就是光的衍射。

最初被利用的经典实验是杨氏双缝实验，它阐述了两个开口之间的干涉现象。

光栅是一种具有定向刻痕的平面反射光学元件，由于表面被刻上了细小的刻痕，光线在经过它时将被切成许多块。

当具有不同波长的光线通过光栅时，不同波长的光将被反射到不同的角度方向上。

光栅中的一个微小区域的相位比相邻区域要差一个波长。

如果所有微小区域都沿相同的方向刻上刻痕，就能形成规则的刻纹。

在某个方向的波长确定时，光栅表现为同心环（斯托克斯条纹）。

1、将激光器与供电器连接，连接光栅支架，调整光栅位置。

2、打开激光器电源，调整激光线条垂直方向，荧光屏安装在支架上。

3、使用平行光平面镜，将光束射到光栅的表面。

4、通过调节激光器电源，以调整强度，测量光束的波长和强度。

5、通过记录荧光屏上的图像，分析实验结果。

四、实验结果：通过实验，我们得到了以下几个有用的结果：1、通过光栅衍射，我们可以确定激光的波长。

2、通过调整光栅位置，可以得到不同的衍射图像，分析这些图像可以了解光的衍射原理。

通过实验可知，光栅在光学中的应用非常广泛，包括模拟斯托克斯条纹、定量分析光谱、分析微纳尺度结构、成像等等。

本实验中，我们使用了激光器和光栅，以推断激光波长。

这个实验非常简单，但可以产生有用的结果。

通过记录荧光屏图像，我们可以确定激光波长和强度，这样就可以进行更多的光学研究。

总之，本实验对于研究光学非常有帮助，可以加深我们对光学原理的理解和应用。

衍射光栅实验报告

衍射光栅实验报告衍射光栅实验报告实验目的：1.熟悉光栅的基本结构，掌握计算衍射光栅的分光角度和衍射光谱的方法。

2.通过实验观察光栅的衍射光谱，了解和验证光的波动性质。

实验原理：光栅是利用多个均匀周期性平面反射、透射结构排布于平板上，可以将入射光分解成数个互相平行的光线的光学元件。

光栅的衍射同样可以由菲涅尔基本公式或者海森伯-布拉格公式进行分析计算。

对于平行入射的单色光，当光线入射光栅表面时，它就会在光栅表面上发生衍射现象。

如果假设光栅的腰板间隔为d，当入射波长为λ的光线通过衍射光栅时，会在不同方向形成一系列互相平行衍射条纹。

根据衍射理论，确定的波长λ、腰板距d和衍射角θ之间的关系可以由以下公式给出：dsinθ = nλ (n = 0, ±1, ±2, ……)其中，n为正整数，称为级次。

衍射极大的级次越高，其对应的衍射角就越大。

因此，大级次的衍射极大，相应的衍射角也更小。

实验内容及步骤：1.检查光栅实验仪器是否正常运作。

2.将狭缝与白炽灯构成的光源和光栅之间垂直彼此的平面对准。

3.用三脚架固定光栅和检测器，将检测器调节到最大输出。

4.调节之后，逐步向侧面移动检测器，在恰当的检测器位置调节角度，最终可以观察到高明区。

5.在高明区附近扫描光栅，观察衍射光谱，记录不同级次的衍射角度和亮度。

6.测量光栅的腰板间距，计算不同级次的波长。

实验结果及分析：在实验中，我们涉及两组光栅，其腰板间距分别为1200根/毫米和600根/毫米。

我们使用两组光栅进行了不同波长和级别的光源的衍射实验，得到了如下的结果：1.使用1200根/毫米的光栅，将不同波长的单色光照射在光栅上，观察和记录了高明条纹的出现位置和亮度，利用以上公式，计算得到了对应波长的级次。

如下表所示：波长λ(纳米) 级次n 衍射角θ(度) 404 0 0.0 435 1 -6.5 546 1 -17.7 579 0 -20.2 612 1 -22.9 852 2 -29.52.使用600根/毫米的光栅，将不同波长的单色光照射在光栅上，观察和记录了高明条纹的出现位置和亮度，如下表所示：波长λ(纳米) 级次n 衍射角θ(度) 404 0 0.0 435 0 -1.8 546 1 -6.1 579 1 -6.8 612 1 -7.6 852 2 -10.4同时，我们还可以根据以上结果计算出光的频率，从而验证和探究光的波长和频率之间的关系。

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。

光栅衍射实验报告_天大

实验目的：1. 理解衍射光栅的原理及其在光谱分析中的应用。

2. 通过实验验证光栅方程，观察不同波长的光在光栅上的衍射现象。

3. 掌握使用衍射光栅进行光谱分析的方法。

实验原理：衍射光栅是一种利用光栅原理实现光分光的装置。

当一束光通过光栅时，光波在光栅的狭缝间发生干涉，形成明暗相间的衍射条纹。

根据光栅方程，当光栅常数（狭缝间距）和入射角满足特定条件时，衍射角处会出现明亮的衍射条纹。

实验仪器与材料：1. 光栅仪2. 激光光源3. 光栅4. 分光计5. 光电探测器6. 数据采集与分析软件实验步骤：1. 将光栅固定在光栅仪上，调整光栅与激光光源的相对位置，确保激光垂直照射到光栅上。

2. 使用分光计调整衍射光栅的入射角，使激光束垂直于光栅表面。

3. 打开激光光源，记录光电探测器接收到的衍射光信号。

4. 改变入射角，重复步骤3，记录不同角度下的衍射光信号。

5. 利用数据采集与分析软件对实验数据进行处理，绘制衍射光谱图。

实验结果：1. 观察到在特定入射角下，光电探测器接收到的衍射光信号呈现明暗相间的条纹，即衍射条纹。

2. 通过分析衍射光谱图，发现不同波长的光在光栅上的衍射角度不同，验证了光栅方程的正确性。

3. 通过计算衍射角度与入射角之间的关系，得到光栅常数。

实验分析与讨论：1. 通过实验验证了光栅方程的正确性，即衍射角与光栅常数、入射角和光波波长之间存在一定的关系。

2. 实验结果表明，不同波长的光在光栅上的衍射角度不同，说明光栅可以实现对不同波长的光进行分离。

3. 在实际应用中，衍射光栅常用于光谱分析，通过分析衍射光谱图，可以确定物质的组成和结构。

实验结论：1. 光栅衍射实验验证了光栅方程的正确性，即衍射角与光栅常数、入射角和光波波长之间存在一定的关系。

2. 光栅可以实现对不同波长的光进行分离，因此在光谱分析等领域具有广泛的应用。

注意事项：1. 实验过程中，注意调整光栅与激光光源的相对位置，确保激光垂直照射到光栅上。

光栅衍射实验报告文库

一、实验名称：光栅衍射实验二、实验目的：1. 熟悉光栅的原理及其在光学仪器中的应用；2. 掌握分光计的调整和使用方法；3. 利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数；4. 深入理解光栅衍射公式及其成立条件。

三、实验原理：光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的一种光学元件。

它由一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝组成。

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。

光栅衍射条纹的形成是单缝衍射和多缝干涉的综合结果。

根据光栅衍射公式，衍射角θ与光波波长λ、光栅常数d以及衍射级次m之间存在如下关系：d sinθ = m λ其中，d为光栅常数，λ为光波波长，θ为衍射角，m为衍射级次。

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. 毫米刻度尺；5. 计算器。

五、实验步骤：1. 调整分光计，使其与光栅垂直；2. 将光栅放置在分光计的焦平面上，调整光栅角度，使光束垂直照射在光栅上；3. 观察透镜焦平面上形成的衍射条纹，记录下第m级明纹对应的衍射角θ；4. 重复步骤3，记录下多组m级明纹对应的衍射角θ；5. 利用光栅衍射公式计算光波波长λ和光栅常数d。

六、实验数据及结果处理：1. 记录实验数据，包括m级明纹对应的衍射角θ；2. 利用光栅衍射公式计算光波波长λ和光栅常数d；3. 计算光栅常数d的平均值和标准偏差；4. 对实验结果进行分析，讨论误差来源。

七、实验结果与分析：1. 根据实验数据，计算光波波长λ和光栅常数d的平均值及标准偏差；2. 分析实验误差来源，如分光计调整误差、测量误差等；3. 讨论实验结果与理论值之间的差异，分析原因。

八、实验总结：通过本次实验，我们掌握了光栅的原理及其在光学仪器中的应用，学会了分光计的调整和使用方法，并成功利用衍射光栅测定了光波波长及光栅常数。

同时，我们深入理解了光栅衍射公式及其成立条件，为今后进一步学习光学知识打下了基础。

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(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iC B 互产生干涉，并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。

A G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: F图1 光栅的衍射 dimsinsin,,,, (1) ，，式中，,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:dmsin,,, (2) m这里，m=0，?1，?2，?3，…，m为衍射级次，,第m级谱线的衍射角。

m平行光望远镜物镜黄黄绿绿紫紫中央明纹图3 光栅衍射光谱图2衍射光谱的偏向角示意图光栅G在小平台上的位置2(用最小偏向角法测定光波波长如图2所示，波长为的光束入射在光栅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dimsinsin,,,, (3) ，，若以?表示入射光与第m级衍射光的夹角，称为偏向角，,,，,i (4),,i显然，?随入射角i而变，不难证明时?为一极小值，记作,，称为最小偏向角。

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。

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。

光栅衍射实验报告

光栅衍射实验报告
衍射光栅(diffraction grating)是利用单缝衍射和多缝干涉原理使光发生色散的元件。

它是在一块透明板上刻有大量等宽度、等间距的平行刻痕，每条刻痕不透光，光只能从刻痕间的狭缝通过。

因此，可把衍射光栅(简称为光栅)看成由大量相互平行等宽等间距的狭缝所组成。

由于光栅具有较大的色散率和较高的分辨本领，故它已被广泛地应用于各种光谱仪器中。

【实验目的】
1、观察光栅衍射现象，了解光栅的主要特征，加深对光栅衍射原理的理解；
2、进一步熟悉和巩固分光计的调节使用；
3、学会测量光栅常数，以及用光栅测光波的波长。

【实验仪器】
光栅、分光计、氦灯
【实验原理】
实验装置如图4-16-1所示。

光栅放置在分光计的载物台上，氦灯光经过分光计的平行光管垂直入射到光栅上，经光栅色散后，由分光计的望远镜光谱，由分光计的读数窗读出各衍射光谱的衍射角。

凡含众多全同单元，且排列规则、取向有序的周期结构，统称为光栅。

一维多缝光栅是一个最简单也是最早被制成的光栅，如图4-16-2所示，其透光的缝宽为a，挡光的宽度为b，即这光栅的空间周期为d＝(a+b)，亦称其为光栅常数。

其中d是光栅常数，j为衍射角，l为入射光波长，k为该明
纹的级次。

该式叫做光栅衍射方程。

如果用会聚透镜将衍射后的平行光会聚起来,透镜后焦面上将出现一系列亮线----谱线.在j= 0的方向上可以观察到零级谱线,其他级数的谱线对称分布在零级两侧.。

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。

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2、计算光栅常数
已知汞灯绿光的波长$＼lambda＝5461nm$，根据光栅衍射方程$d\sin\theta＝k\lambda$，可得光栅常数$d$的计算公式为：＄d＝k\lambda／＼sin\theta$。
将测量得到的平均衍射角代入公式，计算得到光栅常数：
一级衍射时：＄d_1＝＼＿\＿\＿\＿\＿\＿$
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一、实验目的
1、深入理解光栅衍射的原理和特点。
2、学会使用分光计测量光栅常数。
3、观察光栅衍射现象，测定光栅衍射的各级主极大位置和强度。
二、实验原理
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，每条狭缝都将产生衍射，由于各狭缝衍射光之间的干涉，在屏幕上会形成一系列明暗2＝＼＿\＿\＿\＿\＿\＿$
最终光栅常数：＄d＝＼＿\＿\＿\＿\＿\＿$
3、误差分析
（1）测量衍射角时的误差，可能由于望远镜的读数精度有限，以及人眼的观察误差等。
（2）光栅放置不精确，导致光栅平面与入射光不垂直，或者光栅刻痕与分光计中心转轴不平行，从而引入误差。
六、实验结果与讨论
1、实验结果
通过本次实验，成功测量出了光栅常数为_____，与理论值相比，存在一定的误差。
2、讨论
（1）实验中，为了提高测量精度，可以采取多次测量取平均值的方法，减少随机误差的影响。
（2）在调节分光计和放置光栅时，需要耐心和细心，确保仪器调节准确，以减小系统误差。
（3）对于实验中出现的异常现象，如条纹不清晰、缺失等，需要认真分析原因，可能是光源不稳定、光栅表面有污渍等。
（2）用自准直法调节望远镜聚焦于无穷远，使十字叉丝清晰且无视差。
（3）调节望远镜光轴与分光计中心转轴垂直。

光栅衍射实验报告

(2)调节光栅使其刻痕与仪器转轴平行
目的是使各条衍射谱线的等高面垂直分光计转轴，以便从刻度圆盘上正确读出各条谱线的衍射角。调节方法是：松开望远镜的紧固螺丝，转动望远镜，找到光栅的一级和二级衍射谱线，±1，土2，…级谱线分别位于0级的两侧。调节各条谱线中点与分划板圆心重合，即使两边光谱等高。调好后，再返回来检查光栅平面是否仍保持与平行光管光轴垂直，若有改变，则要反复调节，直到以上两个条件均能满足。注意光路调好后，游标圆盘应固定，测量过程不要再碰动光栅。
【实验目的】
1、观察光栅衍射现象，了解光栅的主要特征，加深对光栅衍射原理的理解；
2、进一步熟悉和巩固分光计的调节使用；
3、学会测量光栅常数，以及用光栅测光波的波长。
【实验仪器】
光栅、分光计、氦灯
【实验原理】
实验装置如图4-16-1所示。光栅放置在分光计的载物台上，氦灯光经过分光计的平行光管垂直入射到光栅上，经光栅色散后，由分光计的望远镜光谱，由分光计的读数窗读出各衍射光谱的衍射角。
光栅衍射实验视频
2、测量衍射角
（1）以氦灯为光源，整体移动分光计，对准光源，使灯大体位于平行光管的光轴上。测出K＝土1级：紫光、蓝光、绿光、黄光等的光栅衍射角（分别读出分光计左右读数窗的读数）。
（2）测量氦光第一级(k=1)所有谱线的衍射角。以其中的一条为例:先将望远镜移到一边(如左边-k),使分划板上的叉丝竖线对准该谱线,读出两个游标读数；然后将望远镜移到右边，再次对准该谱线，读出另两个游标读数，数据记如表4-16-1中。
如果用会聚透镜将衍射后的平行光会聚起来,透镜后焦面上将出现一系列亮线----谱线.在= 0的方向上可以观察到零级谱线,其他级数的谱线对称分布在零级两侧.
【实验内容与步骤】
测量氦灯光经过光栅衍射后各个谱线的衍射角度，求出光栅的光栅常数。

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。

光栅衍射实验报告

光栅衍射实验报告
实验目的：
通过光栅衍射实验，了解光的干涉和衍射现象，学习如何利用光栅测量物体的特性和尺寸。

实验原理：
在光栅衍射实验中，强光源照射到光栅上，形成一系列光点，这些光点是由不同方向的衍射波形成的。

通过这些光点的位置和间距，可以推断出物体的特性和尺寸。

光栅的衍射光束可以被描述为一系列等距光纹条，条纹之间的距离叫做条纹间距。

条纹间距与光栅的线数和波长密切相关，可以通过下列公式计算：
d = λ / sinθ
其中d为条纹间距，λ为波长，θ为衍射角度。

实验步骤：
1. 用高亮度的白光源照射光栅，通过目镜观察光栅衍射图谱。

2. 观察不同孔径光栅的衍射图谱，测量距离和间距。

3. 计算波长和光栅的线数。

4. 利用光栅衍射法测量树叶的厚度和密度。

实验结果：
通过实验，确定波长并测量了光栅的线数，计算出衍射角度和
条纹间距。

观察不同孔径光栅的衍射图谱，发现光栅线数越多，条纹间距
越小，衍射角度越大。

测量树叶的厚度和密度，根据衍射图谱的条纹间距和光栅线数，计算出树叶的平均厚度和密度。

结论：
通过光栅衍射实验，我们学习了光的干涉和衍射现象，掌握了如何利用光栅测量物体的特性和尺寸。

我们了解到光栅的线数和孔径对衍射图案有很大影响，可以通过衍射图案估算物体的尺寸和密度。

这些技能十分实用，有助于我们在未来的工作中更好地应用光学原理。

大学物理实验报告光栅衍射

大学物理实验报告光栅衍射大学物理实验报告：光栅衍射一、实验目的1、深入理解光栅衍射的原理。

2、学会使用分光计测量光栅常数。

3、观察光栅衍射现象，测定衍射光谱中各谱线的波长。

二、实验原理光栅是由大量等宽、等间距的平行狭缝所组成的光学元件。

当一束平行光垂直照射在光栅上时，每条狭缝都将产生衍射，由于各狭缝射出的衍射光之间存在光程差，它们在屏幕上叠加时会发生干涉，从而形成一系列明暗相间的条纹，称为光栅衍射条纹。

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）。

当光垂直入射时，衍射角\（＼theta\）与衍射条纹的位置\（y\）之间的关系为：＼（＼tan\theta ＝＼frac{y}｛f}＼）（其中＼（f\）为望远镜的焦距）。

三、实验仪器分光计、光栅、汞灯、平面反射镜、放大镜等。

四、实验内容及步骤1、调节分光计（1）目测粗调，使望远镜、平行光管和载物台大致水平。

（2）用自准直法调节望远镜聚焦于无穷远，使望远镜能接收平行光。

（3）调节望远镜光轴与分光计中心轴垂直。

（4）调节平行光管，使其发出平行光，并使其光轴与望远镜光轴重合。

2、放置光栅将光栅放置在载物台上，使光栅平面与入射光垂直，并使光栅刻痕与载物台的平行度调节螺丝平行。

3、观察光栅衍射现象（1）打开汞灯，让平行光垂直照射在光栅上。

（2）通过望远镜观察光栅衍射光谱，注意各级谱线的分布情况。

4、测量光栅常数（1）转动望远镜，使望远镜的十字叉丝对准中央明纹（＼（k ＝0\））的中心，记录此时望远镜的读数\（＼theta_1\）。

（2）依次对准＼（k ＝＼pm1\），＼（＼pm2\）级明纹的中心，记录相应的读数\（＼theta_2\），＼（＼theta_3\），＼（＼theta_4\），＼（＼theta_5\）。

（3）根据光栅衍射方程计算光栅常数＼（d\）。

光栅衍射实验报告

衍射光栅(diffraction grating)是利用单缝衍射和多缝干涉原理使光发生色散的元件。

它是在一块透明板上刻有大量等宽度、等间距的平行刻痕，每条刻痕不透光，光只能从刻痕间的狭缝通过。

因此，可把衍射光栅(简称为光栅)看成由大量相互平行等宽等间距的狭缝所组成。

由于光栅具有较大的色散率和较高的分辨本领，故它已被广泛地应用于各种光谱仪器中。

【实验目的】1、观察光栅衍射现象，了解光栅的主要特征，加深对光栅衍射原理的理解；2、进一步熟悉和巩固分光计的调节使用；3、学会测量光栅常数，以及用光栅测光波的波长。

【实验仪器】光栅、分光计、氦灯【实验原理】实验装置如图4-16-1所示。

图4-16-1 氦灯的光栅光谱测量示意图•平行光管产生平行光；••望远镜聚焦于无穷远(即能接收平行光)；••使平行光管和望远镜的光轴都垂直仪器的转轴。

并要求光栅平面与平行光管光轴垂直；光栅的刻痕与仪器转轴平行。

视频介绍分光计的调整方法(1)调节光栅平面(即刻痕所在平面)与平行光管光轴垂直调节方法是：先用水银灯把平行光管的狭缝照亮，使望远镜目镜中分划板中心垂直线对准狭缝像。

然后固定望远镜。

把光栅放置在载物台上(如图六所示)，根据目测尽可能做到使光栅平面垂直平分连线，而栅平面反射回来的亮“+”字像与分划板中心垂直线重合。

此时光栅平面与望远镜光轴垂直应在光栅平面内，并使光栅平面大致垂直于望远镜。

再用自准直法调节光栅平面，直到从光。

再调节平行光管狭缝像与“+”字像重合，使光栅平面与平行光管光轴垂直，然后刻固定游标盘。

(2)调节光栅使其刻痕与仪器转轴平行目的是使各条衍射谱线的等高面垂直分光计转轴，以便从刻度圆盘上正确读出各条谱线的衍射角。

调节方法是：松开望远镜的紧固螺丝，转动望远镜，找到光栅的一级和二级衍射谱线，±1，土2，…级谱线分别位于0级的两侧。

光栅衍射实验实验报告【精选文档】

工物系核11 李敏 2011011693 实验台号19光栅衍射实验一、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角,入射到光栅上产生衍射；出射光夹角为。

从点引两条垂线到入射光和出射光。

如果在处产生了一个明条纹，其光程差必等于波长的整数倍，即(1）为衍射光谱的级次，。

由这个方程，知道了中的三个量，可以推出另外一个。

若光线为正入射,，则上式变为（2）其中为第级谱线的衍射角。

据此,可用分光计测出衍射角，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.入射光线与级衍射光线位于光栅法线同侧，（1）式中应取加号,即。

以为偏向角，则由三角形公式得（3）易得，当时，最小，记为，则（2.2。

1)变为(4）由此可见，如果已知光栅常数d，只要测出最小偏向角，就可以根据(4）算出波长.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.水银灯波长如下表颜色紫绿黄红波长/nm 404。

7 491。

6 577。

0 607.3 407.8 546.1 579。

1 612。

3 410.8 623.4 433。

9 690.7 434.8435.82.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。

(3）水银灯的紫外线很强，不可直视。

四、实验任务（1）调节分光计和光栅使满足要求。

（2）测定i=0时的光栅常数和光波波长。

大学物理实验报告系列之衍射光栅(精编文档).doc

大学物理实验报告【最新整理，下载后即可编辑】【最新整理，下载后即可编辑】【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： ϕϕsin sin )(d b a =+=∆ 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nb a 1)(=+cm 。

ϕ 为衍射角。

当衍射角ϕ 满足光栅方程：λϕk d =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【最新整理，下载后即可编辑】【最新整理，下载后即可编辑】【最新整理，下载后即可编辑】。