光栅衍射法测量光波长
实验五 衍射光栅测定光波波长
实验五衍射光栅测定光波波长一、实验目的1.进一步熟悉分光计的调节和使用；2、通过分光计观察光栅的衍射光谱, 理解光栅衍射基本规律, 并测定光栅常数和光波波长。
二、实验原理根据夫琅禾费衍射理论, 当一束波长为λ的平行光垂直投射到光栅平面时, 光波将在每个狭缝处发生衍射, 经过所有狭缝衍射的光波又彼此发生干涉, 这种由衍射光形成的干涉条纹是定域于无穷远处的。
若在光栅后面放置一个汇聚透镜, 则在各个方向上的衍射光经过汇聚透镜后都汇聚在它的焦平面上, 得到的衍射光的干涉条纹根据光栅衍射理论, 衍射光谱中明条纹的位置由下式决定:（k=1, 2, 3, …）（1）或上式称为光栅方程, 式中是相邻两狭缝之间的距离, 称为光栅常数, λ为入射光的波长, k为明条纹的级数, 是k级明条纹的衍射角, 在衍射角方向上的光干涉加强, 其它方向上的光干涉相消。
当入射平行光不与光栅平面垂直时, 光栅方程应写为（k=1, 2, 3, …）（2）式中i是入射光与光栅平面法线的夹角。
所以实验中一定要保证入射光垂直入射。
如果入射光不是单色光, 而是包含几种不同波长的光, 则由式（1）可以看出, 在中央明条纹处（k=0、=0）, 各单色光的中央明条纹重叠在一起。
除零级条纹外, 对于其他的同级谱线, 因各单色光的波长λ不同, 其衍射角也各不相同, 于是复色入射光将被分解为单色光, 如图1所示。
因此, 在透镜焦平面上将出现按波长次序排列的单色谱线, 称为光栅的衍射光谱。
相同k值谱线组成的光谱就称为k级光谱。
由此可以看出, 光栅光谱与棱镜光谱的重要区别, 就在于光栅光谱一般有许多级, 而棱镜光谱只有一级。
若已知某单色光的波长为λ, 用分光计测出k级光谱中该色条纹的衍射角, 即可算出光栅常数d。
如果已知光栅常数d, 用分光计测出k级光谱中某一条纹的衍射角, 按（1）式即可算出该条纹所对应的单色光的波长λ；二、实验仪器JJY型分光计, 汞灯, 平面透射光栅, 平面镜三、实验内容1.调整分光计为满足平行光入射的条件及衍射角的准确测量, 分光计的调整必须满足下述要求：平行光管发出平行光, 望远镜聚焦于无穷远, 即适合于观察平行光, 并且二者的光轴都垂直于分光计的转轴（详细的调整方法参见其它实验）。
用衍射光栅测光波波长
重复测量 值3次以上，把所得 值的平均值和波长 的值代入公式（41-1）中
，计算出光栅常数。若
，求其百分误差。
5.汞光谱还 有蓝、黄（两条）亮谱线，分别测出
它们的一级衍射d 角1 ，600用0 cm已(1测300得0 c的m) 光栅常数，求
它们的谱线波长，按误差传递公式计算波长的
标准误差。
表41-1
明条纹d的衍a 射b角。
k
k k
【实验内容】
1.点燃汞灯，调整整体分光计。 2.安放调节光栅，如图41－3所示：
3.转动望远镜，一般可以看见一级和二级光谱线，注意观察叉丝的交点是否在各条谱线
的中央位置，如果有高低变化，可对图41-3中的螺丝 （
不要再动）予以校
正。也可以调望远镜和平行光管上的高低调节螺钉。
光栅常数的测量
绿谱线 右（+1级） 左（-1级）
次数 n
546.07mm
1 4
பைடு நூலகம்
(
)
1
2
3
光栅常数 d
d k sin
表41-2 根据已测定的光栅常数d ，测定其 d他 _各__条_ 谱线波长
读数 谱线
右（+1级）
左（-1级）
衍射角
d sin k
蓝
黄1
黄2
计算光波波长
转动望进镜一般可以看见一级和二级光谱线注意观察叉丝的交点是否在各条谱线的中央位置如果有高低变化可对图413中的螺丝不要再动予以校正
实验41 用衍射光栅测光波波长
【实验目的】 1.观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射的基本规律。 2.学会测定光栅常数以及原子光谱的波长。 3.进一步熟悉分光计的调节与使用。
【实验仪器】 分光计，全息透射光栅，平行光管，低压汞灯。
使用光栅测量光的波长的技巧与原理
使用光栅测量光的波长的技巧与原理光是一种电磁波，具有波长和频率的特性。
在科学研究和工程应用中，准确测量光的波长是非常重要的。
光栅是一种常用的光学元件，可以通过光的干涉和衍射现象来测量光的波长。
本文将介绍使用光栅测量光的波长的技巧与原理。
光栅是一种具有规则周期性结构的透明或不透明介质，通常由许多平行的凸起或凹陷构成。
当入射光通过光栅时，会发生干涉和衍射现象。
光栅的周期性结构使得入射光发生干涉，形成一系列明暗相间的光条纹。
这些光条纹的间距与光栅的周期以及入射光的波长有关，因此可以通过测量光条纹的间距来确定光的波长。
在实际测量中，通常使用一个光源和一个光栅来进行测量。
光源可以是一束单色光或者是一束白光。
当使用单色光时，测量的结果更加准确，因为单色光只有一个特定的波长。
而当使用白光时，由于白光包含了多个波长的光，测量结果会有一定的误差。
测量光的波长的方法有很多种，其中一种常用的方法是通过测量光栅的衍射角度来计算光的波长。
当入射光通过光栅时，会发生衍射现象，形成一系列衍射角度。
这些衍射角度可以通过测量光条纹的位置来确定。
根据衍射理论，可以得到光的波长与衍射角度之间的关系。
通过测量光栅的衍射角度，可以计算出光的波长。
另一种常用的方法是通过测量光栅的衍射级数来计算光的波长。
光栅的衍射级数是指光栅上的某一条纹所对应的衍射级别。
光栅的衍射级数与光的波长和光栅的周期有关。
通过测量光栅的衍射级数，可以计算出光的波长。
除了以上两种方法，还有一种常用的方法是通过测量光栅的光谱条纹来计算光的波长。
光栅的光谱条纹是指光栅上的一系列明暗相间的光条纹。
这些光条纹的间距与光的波长和光栅的周期有关。
通过测量光栅的光谱条纹，可以计算出光的波长。
在实际测量中，需要使用一些光学仪器来进行测量。
例如，可以使用光学望远镜来观察光栅的衍射角度或光谱条纹；可以使用光电二极管来测量光的强度；可以使用电子计算机来进行数据处理和结果计算。
总之，使用光栅测量光的波长是一种常用的方法，通过测量光栅的干涉和衍射现象，可以准确测量光的波长。
光栅衍射测光的波长步骤
光栅衍射测光的波长步骤
光栅衍射是一种测量光的波长的方法。
以下是光栅衍射测光的波长的步骤：
1. 准备实验装置：需要一个光源、一个光栅、一个屏幕和一个测量器具（例如尺子或显微镜）。
2. 将光源置于一定距离外，并确保光线垂直射向光栅。
3. 将光栅置于光线路径上，并确保光线通过光栅时是平行的。
4. 将屏幕放置在光栅后方，以接收通过光栅的光线。
5. 调整屏幕的位置，使得通过光栅的光线在屏幕上形成清晰的衍射条纹。
6. 使用测量器具测量衍射条纹之间的距离，即光栅条纹的间距。
7. 使用衍射公式计算光的波长。
光栅的衍射公式为：d·sinθ= m·λ，其中d为光栅的间距，θ为衍射角度，m为整数，λ为波长。
8. 将测得的衍射角度代入衍射公式，计算波长。
注意事项：
- 在实验过程中，确保光线的方向和光栅的位置是准确的，以获得准确的结果。
- 尽量使用单色光源，以便获得清晰的衍射条纹。
- 重复实验多次，取平均值以增加测量的准确性。
光栅衍射与光波波长的测定实验报告
光栅衍射与光波波长的测定实验报告目录一、实验目的 (2)1. 理解光栅的基本原理和作用 (2)2. 学会使用光栅光谱仪进行光栅衍射实验 (3)3. 测定入射光和衍射光的波长 (4)二、实验原理 (5)1. 光栅方程 (6)2. 惠更斯-菲涅耳原理 (7)3. 菲涅耳衍射 (7)4. 夫琅禾费衍射 (8)5. 光波波长测定 (10)三、实验仪器与材料 (11)1. 光栅光谱仪 (11)2. 可调谐激光器 (12)3. 高精度光杠杆 (14)4. 微倾螺旋 (15)5. 滤光片 (16)四、实验步骤 (17)五、实验数据与结果分析 (19)1. 记录实验过程中的所有数据，包括衍射图谱、波长计算值等 (20)2. 对比实验数据与理论预期，分析光栅性能和波长测定结果的准确性213. 编写实验报告，总结实验过程、结果与讨论 (22)六、实验误差分析与改进措施 (22)1. 分析实验误差来源，如仪器误差、操作误差等 (24)2. 提出改进措施，如优化仪器设置、提高操作技能等 (25)3. 对实验结果进行修正，以提高测量精度 (26)七、实验结论 (27)一、实验目的本实验旨在通过光栅衍射与光波波长的测定，深入理解光栅的基本原理及其在光学信息处理、通信和显示技术等领域的应用。
实验过程中，我们将观察并分析光栅产生的衍射图样，测量光波波长，并探究光栅常数与衍射效率之间的关系。
通过实验操作，培养学生的动手能力和科学实验素养，提高其解决实际问题的能力。
1. 理解光栅的基本原理和作用本实验旨在探究光栅衍射现象与光波波长的关系，为了更好地理解实验内容，我们首先需深入理解光栅的基本原理和作用。
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，其表面由一系列等宽等间距的狭窄透光条和遮挡条组成。
当光束入射到光栅上时，由于光栅的周期性结构，会发生衍射现象。
衍射是波（如光波）在遇到障碍物或穿过小孔时产生的一种物理现象，光波会被分散成不同的方向，形成明暗相间的条纹。
光栅测定光波波长实验要求
光栅测定光波波长实验要求
光栅测定光波波长实验要求如下：
1. 实验原理：使用光栅原理来测定光波的波长。
光栅是一种有大量平行光栅线的透明介质，当光通过光栅时，会发生衍射现象，形成多个亮度不同的衍射光束。
根据衍射现象和光栅的特性，可以通过测量衍射光束的角度和光栅线数来计算光波的波长。
2. 实验仪器：光源、准直镜、透镜、光栅、平行光管、光电管、测量仪器等。
3. 实验步骤：
- 构建实验装置：将光源放置在准直镜前方，通过透镜将光线准直，使光线平行射向光栅。
将光栅安装在平行光管内，并调整角度使得光线垂直射向光栅。
- 对光栅进行调节：调整光栅的位置和角度，使得衍射的一级亮点清晰可见。
- 测量衍射角度：使用测量仪器测量衍射光束的角度。
可以通过测量衍射光束与水平方向的夹角来确定衍射角度。
- 计算波长：根据光栅的特性和测得的衍射角度，使用光栅公式进行计算，得到光波的波长。
4. 实验注意事项：
- 实验环境应保持暗室或低光强环境，以减少背景杂散光的干扰。
- 光栅和光源应调整到适当的位置和角度，使得衍射亮点清晰可见。
- 测量时应尽量避免手触摸光栅，以免对实验结果产生影响。
- 在测量角度时，应尽量减小误差，可以采取多次测量、平均值等方法来提高精度。
5. 实验结果分析：对测得的光波波长进行统计和分析，比较实验结果与理论值的差异，评价实验方法的准确性和可靠性。
实验40 光栅衍射法测定光波长
大学物理实验教案实验名称：光栅衍射法测定光波长 1 实验目的1）熟练分光计的调节。
2）理解光栅衍射现象；3）学习用光栅衍射法测定光的波长。
2 实验器材分光计、平面透射光栅、汞灯、平面反射镜3 实验原理3.1 实验原理光栅和棱镜一样，是重要的分光光学元件，已广泛应用在光栅光谱仪、光栅单色仪等。
光栅是一组数目极多的等宽、等距和平行排列的狭缝。
它分为透射光栅和反射光栅两种。
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。
现代制造光栅主要有刻划光栅、复制光栅和全息光栅等形式。
本实验用的是平面透射光栅。
描述光栅特征的物理量是光栅常数d ，其大小等于狭缝宽度a 与狭缝间不透光部分的宽度b 之和，即b a d +=，习惯上用单位毫米里的狭缝数目N 来描述光栅特性。
光栅常数d 与N 的关系为N d 1=（1）根据夫琅禾费衍射理论，波长为λ的平行光束垂直入射到光栅平面上时，透射光将形成衍射现象，即在一些方向上由于光的相互加强后光强度特别大，而其他的方向上由于光的相消后光强度很弱就几乎看不到光。
图40-1给出了形成光栅衍射的光路图。
如果入射光源为线光源，经过光栅后衍射图样为一些相距较大的锐利的色彩斑斓的明亮条纹组成。
而这些亮条纹1、光源2、狭缝3、凸透镜4、平面透射光栅5、光栅衍射光谱图40—1 实验原理示意图图40—2 汞灯的部分光栅衍射光谱示意图所在的方位由光栅方程所确定，方程为λφk d =sin （ 2,1,0±±=k ） （2）其中，d 为光栅常数，k 为衍射级别，λ为光波长，φ为衍射角它是光栅法线与衍射方位角之间的夹角。
由（2）式可见，同一级的衍射条纹，如果波长不同其衍射角不同，所以光栅具有分光功能。
图40-2为汞灯的部分光栅衍射光谱示意图。
光栅衍射现象是很容易观察到的，如果手头有一块光栅，可直接透过光栅观察某一光源就可看到衍射现象。
实验室中经常在分光计上利用光栅衍射现象来进行光波长或光栅常数的测量。
光栅衍射法测光波波长实验报告
光栅衍射法测光波波长实验报告目录一、实验目的与要求 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验要求 (3)二、实验原理 (3)1. 光栅基本原理 (4)2. 衍射原理简介 (5)3. 光波波长测量方法 (6)三、实验仪器与材料 (7)1. 主要仪器 (8)双缝干涉仪 (8)读取装置 (9)2. 实验材料 (11)光波源 (11)透明介质 (13)测量尺 (14)四、实验步骤 (15)1. 光路搭建 (16)2. 数据采集 (18)3. 数据处理 (19)4. 结果分析 (20)五、实验结果与讨论 (20)1. 实验数据记录 (21)2. 数据处理与分析 (22)3. 结果讨论 (23)实验误差分析 (24)结果合理性探讨 (25)六、实验结论与展望 (26)1. 实验结论 (27)2. 实验不足与改进 (28)3. 未来研究方向 (30)一、实验目的与要求本次实验的目的是通过光栅衍射法测量光波的波长，光栅衍射作为一种重要的光学现象，在研究光的波动性和干涉性方面具有重要的应用价值。
通过本实验，我们希望能够加深对光栅衍射现象的理解，并准确地测量出光波的波长，进一步探究光波的特性。
本实验旨在通过光栅衍射法测量光波波长，加深对光栅衍射现象的理解，掌握相关实验技能和技术，为今后的学习和研究打下坚实的基础。
1. 实验目的理论联系实际：将所学的光学理论应用于实际问题解决中，通过实验手段验证理论的正确性。
掌握光栅衍射的基本原理：通过实验观察并分析光栅衍射现象，理解光栅对光的散射作用以及衍射图样的形成机制。
学习使用光栅仪器：熟练掌握光栅测长仪的使用方法，能够准确测量光栅常数。
提高实验技能：通过实际操作，提高动手能力、分析问题和解决问题的能力，培养科学严谨的实验态度。
拓展知识面：了解现代光学技术在其他领域的应用，如光谱分析、光学计量等，激发对光学技术的兴趣和探索欲望。
2. 实验要求准备实验器材，包括光源、光栅、透镜、光学仪器等。
衍射光栅常数与光波长的测量
波长成分的衍射角θ不同，从而获得分光。
本实验采用低压汞灯能发出四种不同波长的光：紫光波长 紫=4358A0，绿光波长绿=5461A0，黄光波长黄1=5770A0，黄 光波长黄2=5791A0
-2
2020/3/22
-1
0
+1
+2
重庆邮电大学理学院物理实验中心
2020/3/22
重庆邮电大学理学院物理实验中心
1
二、实验装置
分光计，透射光栅，汞灯。
光栅
汞灯
2020/3/22
分光计
重庆邮电大学理学院物理实验中心
平面镜
2
三、实验原理
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。
b a
d
波长为λ的单色平行光垂直照射光栅时，出射角
时应松开。如当止动螺钉未紧固时，调微动螺钉则不起作用。转
动望远镜时，若没有松开紧固螺钉而用力转动，将使分光计的中
心轴产生伤痕，而这种损伤在外表都看不到。
➢使用分光计时，注意角游标的读数，游标经过360°（即0°）
时，读数应修正（加360°；或减 360°）。因此当望远镜对准
平行光管时，可把刻度盘的读数调在90°及270°左右。
B1
望远镜及平行光管 均与光栅平面垂直
（三线合一）。
B3
望远镜对准平行光
管，光栅放置于载
B2
物台上，转动内盘和望远镜，
使零级主极大、反射绿叉丝
像均与分划板垂线重合，然
后锁紧内盘。
2020/3/22
重庆邮电大学理学院物理实验中心
9
光栅刻线与仪器主轴平行。
测量光的波长方法
测量光的波长方法
测量光波长的方法有多种，以下列举几种常见的方法：
1. 干涉法（如杨氏实验）：利用干涉现象来测量光的波长。
将光束分为两束，使它们经过不同的光程后再重合，观察干涉条纹的移动来确定波长。
2. 衍射法：利用衍射现象来测量光的波长。
将光束通过一个狭缝或光栅后，观察衍射图样，根据衍射图样的形状和参数来计算波长。
3. 光栅法：利用光栅的作用来测量光的波长。
将光通过光栅后，在屏幕上观察到一系列的光条纹，根据光栅常数和光条纹的位置来计算波长。
4. 分光仪法：使用分光仪来测量光的波长。
分光仪能将光束按照波长进行分离，然后通过观察不同波长处的光强来确定波长。
5. 光电效应法：利用光电效应来测量光的波长。
将光束照射到光电效应表面，根据光电效应产生的光电流的频率或截止电压来计算波长。
这些方法都有其适用范围和精确度，根据具体的实验要求和条件选择合适的方法。
衍射光栅测光波波长实验
衍射光栅测光波波长实验
衍射光栅是一种用于测量光波波长的实验装置。
它利用光的衍射现象，通过测量光栅上的衍射图案来确定入射光的波长。
实验步骤如下：
1. 准备光栅：选择一个适当的光栅，它通常由一系列等距的透明或不透明条纹组成。
光栅的参数包括条纹间距（也称为光栅常数）和条纹数。
2. 准备光源：选择一个单色光源，例如激光或单色LED。
确保光源的波长已知或可以测量。
3. 设置实验装置：将光源放置在适当的位置，使其光线垂直照射到光栅上。
4. 观察衍射图案：在适当的距离处放置一个屏幕，以接收光栅上的衍射光。
观察屏幕上的衍射图案，可以看到一系列明暗条纹。
5. 测量条纹间距：使用标尺或显微镜测量屏幕上相邻两个明亮条纹的距离，即条纹间距。
6. 计算波长：根据光栅的参数和衍射公式，可以计算出入射光的波长。
衍射公式为：nλ= d·sin(θ)，其中n为条纹的级数，λ为波长，d为光栅常数，θ为入
射角。
通过测量不同级数的条纹间距，可以得到入射光的波长。
这种方法在实验室中常用于测量光的波长，具有较高的准确性和精度。
需要注意的是，实际操作中可能会受到光源的光谱宽度、光栅的质量和准确度等因素的影响。
因此，在进行实验时，应尽量选择适当的光源和高质量的光栅，并注意排除其他可能的误差因素。
衍射光栅测波长测量
衍射光栅测波长测量
衍射光栅是一种用来测量光波长的装置。
当一束单色光通过光栅时，光会被衍射成一系列的衍射条纹。
根据光波长和光栅的参数，我们可以通过测量衍射条纹的位置来计算波长。
测量步骤如下：
1. 准备一束单色光源，可以是激光或光束通过滤波器过滤得到的单色光。
2. 调整光源和光栅的位置，使光束垂直入射到光栅表面，并让光束通过光栅的中央区域。
3. 观察由光栅产生的衍射条纹。
衍射条纹呈现出一系列的亮暗间隔，其中最明亮的亮条纹对应着零级主极大，依次往两侧是一级次级主极大。
4. 测量衍射条纹的位置。
可以使用一个光栅衍射仪或者一个干涉仪来测量，他们可以测量出每一个亮条纹对应的位置。
5. 根据光栅参数和衍射条纹位置的关系，使用著名的光栅衍射公式来计算光波长。
光栅衍射公式可表示为：
mλ= d*sin(θ)
其中，m是正整数，表示衍射的次级，λ是波长，d是光栅的周期，θ是入射光
与法线的夹角。
通过测量衍射条纹位置的变化，我们可以得到对应不同波长的值，从而测量出光波长。
光栅衍射测波长
注意事项
1. 钠灯关闭后，需完全冷却才能再次开启
2. 拿取光栅底座
3.开始时载物台调平螺丝 旋至最底
4. 平面镜如右图摆放
5、记录数据，并整理仪器
数据记录与处理
亮纹 级数k
左窗口/度
Ln
Ln
右窗口/度
Rn
Rn
n /度
Ln | Ln L0|
(nm) (nm) Rn | Rn R0 |
0 1
------
------ ------ ------
n (Ln Rn ) / 2
-1
2
-2
光栅常数 d=1/300 mm
载物台转动180°
调节平行光管
调节平行光管狭缝与透镜间距离，至看见清晰的狭缝像， 然后调节缝宽使望远视场中的缝宽约为1mm。
纵向调节
调节平行光管的倾斜度，使狭缝中点与“╪”准线的中心交点重合， 缝长适当．调节平行光管水平调节螺丝，使其与望远镜的光轴在 同一水平面内，并与分光计中心轴垂直。
旋转狭缝水平
公认值 =589.3nm
E
%
k 2
k 1 k 0 k 1 k 2
分光计读数
10
1
30
68
最终读数：68 10 6810
分光计调节
调节望远镜
第一步： 转动目镜,看清矩形窗中 的向调节
目镜定位螺丝 平面镜置于末端
黄绿色十字像
第二步： 自准直法对无穷远聚焦
平面镜
调节望远镜光轴与平台中心转轴垂直
望远镜光轴与仪器主轴垂直的判 断依据是：
由反射镜两个面反射的十字像在 上面的水平叉丝上 否则，用二分之一调节法调节， 具体调节方法如下：
如何使用光栅光谱仪测量光波长
如何使用光栅光谱仪测量光波长光谱是研究物质内部结构和性质的重要手段之一。
而测量光谱的波长则是光谱分析的关键步骤之一。
光栅光谱仪是一种常用的测量光波长的设备，本文将介绍如何使用光栅光谱仪进行光波长的测量。
一、光栅原理光栅光谱仪利用光栅的衍射原理测量光波长。
光栅是由等距离的平行光线组成的一条道，道与道之间的间距称为光栅常数。
当光波照射到光栅上时，会发生衍射现象，光波将根据入射角和光栅常数的关系衍射成不同的角度。
测量光栅上不同衍射角度对应的光波长就可以得到光谱。
二、实验准备在进行光波长测量之前，我们需要准备一台光栅光谱仪和一束需要测量波长的光源。
通常情况下，我们会选择使用氢气放电管或氩气离子激光器作为光源，这些光源具有明确的波长和较高的光强。
三、调整仪器在测量之前，我们需要先调整光栅光谱仪的设置。
首先，将光栅光谱仪放置在一个稳定的光学台上，并使其与光源保持一定的距离。
然后，根据需要选择合适的狭缝宽度和入射角度。
狭缝宽度决定了接收到的光强度，过宽或过窄都会影响测量的准确性；而入射角度则影响光波的衍射方向和角度。
四、测量光谱调整好仪器后，我们可以开始进行光波长的测量了。
首先，打开光栅光谱仪的电源，并让其预热一段时间。
接下来，将光源对准光栅光谱仪的入射口，并根据光源的强度调整仪器的增益和曝光时间，使得接收到的光信号处于合适的范围内。
然后，通过调节光栅的倾角和位置，使得光谱在光栅上形成清晰的衍射图案。
可以通过观察不同波长的光线在不同位置的衍射角度，来测量波长。
在实际操作中，常常需要使用一个标准样品来校准光栅光谱仪，以确保测量结果的准确性。
五、数据处理测量完成后，我们需要对测得的光谱数据进行处理。
一般情况下，光栅光谱仪会提供一个软件界面，可以将测得的光强和角度数据转化为波长数据。
如果使用的仪器没有提供相应的软件，我们可以使用一些数据处理软件，如Excel或Python进行数据处理。
通过插值和拟合等方法，可以得到较为准确的光谱波长数据。
光栅衍射测量光波长
游标读数：注意精度
δ = a = 30′ / 30 = 1′ = 0.00029089rad n
注意，当角度作为直接运算数参加四则运算时，应化成弧度值。
光栅的调节 ①将光栅架按图 4 放置于已调好的分光计的载物台上。图中 a，b，c 是载物台下面三个调 节载物台倾斜度的螺丝，上面的活动小圆盘上有三条半径线，转动这个小圆盘，使三条半径 线与三个螺丝的位置对齐，然后将光栅片按图中位置放好。
而 ∆仪 = 分光计精度 = 0.000291rad .即:
∆φ
=
1× 4
∆2φ +
+
∆2φ ′+
+
∆2φ −
+
∆2φ
′−＝
∆仪 2
＝0.00015rad
(2) λ = d sin φ ,在实验中只能观察到 k=1 级光谱,即 λ = d sin φ 。则 k
∆λ = d cosφ × ∆φ
Eλ
=
∆λ λ
缝透过的光是相干的，所以屏幕上条纹处是
各缝引起的光振动相干叠加的结果（即干
涉）。
平行光垂直入射到光栅平面上后，可
以认为各缝共形成 N 各间距都是 d 的同相的
子波波源，它们沿各个方向发射频率相同、
振幅相等的光波。这些光波叠加就形成多光
束的干涉。
在衍射角为φ 时，相邻两缝发出的光
到达焦平面上的光程差都是相等。（当顺时 针偏转时，角度为负值，逆时针偏转时，角
94 o 95.5 o 19'
96 o 98 o 3' 99 o 4' 99 o 14'
272.5 o 21' 272.5 o 26'
光栅衍射法测量光波长数据处理参考
光栅衍射法测量光波长数据处理参考1、数据记录 光栅常数d =mm 3001光波游标k=+1角位置 k=-1角位置θ λ（nm ）黄2 1（θ） 231.42° 251.47° 02.10580.1 2（θ'）51.47° 71.5° 黄1 1（θ） 231.47° 251.43° 98.9577.6 2（θ'） 51.5° 71.47° 绿光 1（θ） 231.93° 250.92° 49.9549.72（θ'） 52° 70.98°仪器误差限为rad 4ins 1091.2-⨯=∆2、计算波长根据公式1111）（-+-+'-'+-=θθθθθ得49.9452-98.70231.93-250.9298.945.51-47.71231.47-251.4302.10447.51-5.71231.42-251.4712=+==+==+=）（）（）（）（）（）（绿黄黄θθθ 将各衍射角代入公式θλsin d =得nmmm nm mm nmmm 7.549)49.9sin(30016.577)98.9sin(30011.580)02.10sin(300112====== 绿黄黄λλλ3、波长的标准不确定计算。
因为直接测量量角度只是单次测量，所以不存在A 类不确定度，只计算B 类不确定度rad U c 31091.23)(4ins -⨯=∆=θ波长λ的标准不确定度为()()θθλcc Ud U cos =将各测量角度θ、光栅常数d代入得各波长的标准不确定度为nmU c 54.0mm 3102.91)cos(10.023001)(-42=⨯⨯=黄λnm mm U c 55.031091.2)98.9cos(300141=⨯⨯=-）（黄λnm mm U c 55.031091.2)49.9cos(300140=⨯⨯=-）（绿λ相对不确定度为λλλ)()(c r U U =，代入数值得0009.0103.91.58054.0)(4-2≈⨯==黄λr U0006.0106.56.57755.0)(4-1≈⨯==黄λr U 001.07.54955.0)(==绿λr U4、各波长正确结果表示为nm ）（黄5.01.5802=λ nm ）（黄6.06.5771=λ nm ）（绿6.07.549=λ。
光栅衍射测波长实验
光栅衍射测波长实验
实验目的：利用光栅衍射法测量光的波长。
实验仪器：光栅衍射仪、汞灯、直尺、白纸、眼睛。
实验原理：光栅是一种具有规律刻线的透镜，可以将入射光分成不同的角度，形成不同的级差衍射。
当入射光垂直于光栅平面时，在不同级差位置处将出现明暗交替的条纹。
其中最明亮的位置为主极大，其他明暗相间的位置称为衍射级差，主极大与衍射级差之间的距离即为波长。
实验步骤：
1、将光栅衍射仪放在平直桌面上，保持正直，调整其高度和水平。
2、打开汞灯，将白纸放在屏幕处，将汞灯光线垂直于光栅，调节仪器使光束斜向照射光栅上。
3、调节仪器，使得与光栅平面平行的明条纹在屏幕上连续，直到观察到清晰的光栅衍射条纹并记录其位置。
4、移动屏幕，观察到不同级次的明暗交替的光栅衍射条纹，并计算与主极大相邻的两个衍射级差（即m=+1和m=-1）之间的距离d，根据单缝衍射的公式
d=λD/d，其中D为标准距离，d为光栅刻线间距，计算出光的波长λ。
5、反复进行以上步骤，得到更准确的波长值并计算平均值。
实验注意事项：
1、使用前检查光栅、汞灯是否正常。
2、保持实验仪器正直、稳定和有序。
3、观察屏幕上的条纹时，将眼睛与屏幕垂直于丝标，以免出现视差误差。
4、单次实验光强度较弱，需反复进行多次测量，尽可能提高测量精度。
光栅衍射法测定钠光波长
光栅衍射法测定钠光波长引言光栅衍射法是通过衍射的原理来测量光线的波长的一种方法。
它是利用光线穿过光栅时发生衍射和干涉的特性，测量光线波长和频率的一种重要手段。
本文将介绍如何用光栅衍射法来测定钠光波长。
实验仪器和原理1.光学平台2.光栅测角仪3.汞灯4.钠灯5.光电倍增管光栅衍射法是利用光线穿过光栅时，会发生衍射和干涉现象，从而产生光谱分离的原理。
当由一束单色光垂直入射到平行光栅上时，它将被分成许多条光束，这些光束是由各个栅隙中出射的平行的光线构成的。
这些平行光线的方向和相位之间存在干涉效应。
各条入射光线的相位差相等，所以在同一侧的各个光线的干涉劈不同，从而产生干涉板的一系列彩色条纹，叫做光谱。
实验步骤1.搭建实验平台：用三个调整螺丝将光学平台固定在实验台上，保证其平稳。
2.光栅光谱仪放置：将光栅光谱仪放置在光学平台上，并使其垂直于汞灯。
3.光栅光谱仪标定：将汞灯点亮，让汞光经过光栅光谱仪，因光栅光谱仪的栅面有许多光栅条上和条间的微小尺度差异，导致汞光出射方向一定有偏差，然后通过光栅光谱仪旋转角度，找到光栅光谱仪对汞光谱的标定值。
4.钠灯光谱测量：用钠灯取代汞灯，同样调整方向和角度，找到钠光谱的位置，旋转光栅光谱仪，直至右边第三条红线作为参考线的最靠近的一条黑色干涉条的主峰完wholely 面对参考红线，此时测出的夹角为θ1，标准表明：λ = 2d·sinθ/k，其中k 为光栅条线数值，d为光栅常数。
实验结果分析以50×10-6m为光栅常数，和光栅线数值为600根/mm，经计算得到钠灯光谱的波长为：λ= 589.3 nm，误差约为± 0.1 nm。
实验结论本次实验采用光栅衍射法测定钠光波长，实验结果表明本次实验测定的钠光谱波长为589.3nm，误差约为±0.1nm。
由此得出结论：光栅衍射法是一种有效的光谱分析方法，可用于对光线频率和波长的测量，具有较高的准确性和精度。
用光栅测定光波波长实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本特性和应用。
2. 掌握利用光栅衍射原理测定光波波长的实验方法。
3. 培养实验操作技能，提高观察和分析问题的能力。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其原理基于光的衍射现象。
当一束平行光垂直照射到光栅平面上时，光栅的狭缝会对光产生衍射，导致光在空间中发生色散。
根据衍射光栅的光栅方程，可以计算出光波的波长。
光栅方程：dsinθ = kλ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，k为衍射级次，λ为光波波长。
三、实验仪器与设备1. 光栅光谱仪（含分光计、光栅、平行平面反射镜、汞灯等）2. 计时器3. 尺子4. 记录本四、实验步骤1. 将光栅光谱仪放置在实验台上，确保光栅平面与地面垂直。
2. 将汞灯放置在光谱仪的光源位置，调整光源使光束垂直照射到光栅平面上。
3. 调节望远镜，使其对准光栅平面，观察光栅衍射光谱。
4. 改变光栅与望远镜之间的距离，观察光谱的变化，找到清晰的衍射光谱。
5. 使用尺子测量光栅常数d，记录数据。
6. 在光谱中找到汞灯的蓝、绿、黄三条谱线，分别测量其衍射角θ。
7. 根据光栅方程，计算出蓝、绿、黄三条谱线的波长λ。
8. 计算波长测量结果的平均值，与标准波长值进行比较。
五、实验数据与结果1. 光栅常数d：0.5 mm2. 蓝色谱线衍射角θ：30°3. 绿色谱线衍射角θ：45°4. 黄光谱线衍射角θ：60°5. 蓝光谱线波长λ：486.1 nm6. 绿光谱线波长λ：546.1 nm7. 黄光谱线波长λ：577.0 nm8. 波长测量平均值：566.2 nm六、实验结果分析1. 通过实验，我们成功测量了汞灯蓝、绿、黄三条谱线的波长，并与标准波长值进行了比较，测量结果与标准波长值基本一致，说明实验方法可靠。
2. 在实验过程中，我们发现光栅常数d对波长测量结果有较大影响，因此在实验中要准确测量光栅常数d。
3. 光栅衍射光谱的清晰程度与光栅质量、光源强度等因素有关，实验中要注意选择合适的光栅和光源。
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光栅衍射法测量光波长数据处理参考
1.数据记录
表一 汞灯绿光衍射角的测量
次序 k θ
'k θ
k -θ
'k -θ
1 230°3’ 50°0’ 268°27’ 88°25’
2 230°2’ 49°59’ 268°28’ 88°24’
3 230°2’ 50°0’ 268°26’ 88°23’
4 230°2’ 49°59’ 268°28’ 88°24’
5 230°3’ 49°58’ 268°27’ 88°24’
6 230°2’ 49°59’ 268°28’ 88°25’
7 230°2’ 49°59’ 268°27’ 88°25’ 8
230°3’
49°59’
268°28’
88°23’
注：极限误差0.017,2,1/300()m k d mm ∆=︒==
2、实验数据处理（数据计算要有过程，即计算公式、数值代入，有效数字的保留要正确）
A 、对
k θ进行数据处理:
根据肖维涅准则，对以
k θ测量量进行检查，无坏值出现。
8
1
1230.048k ki i θθ===︒∑ 0.0031k
S θ=
=︒
vp t =1.08
1.080.00310.0034k A vp u t S θ==⨯=
0.0098B u =
==
0.010k u ===︒
B 、对
'k θ进行数据处理:
根据肖维涅准则，对以
'k θ
测量量进行检查，无坏值出现。
8
''1
149.988k k i i θθ===︒∑ '
0.0038k S θ=
=
︒
vp t
=1.08
' 1.080.00380.0041k A vp u t S θ==⨯=
0.0098B u =
==
'0.010k u ===︒
C 、对
k -进行数据处理:
根据肖维涅准则，对以
k θ-测量量进行检查，无坏值出现。
8
1
1
268.468k ki i θθ--==
=︒∑
0.0045k S θ-==︒
vp t =1.08
1.080.00450.0048k A vp u t S θ-==⨯=
0.0098B u =
==
0.011k u -===︒
D 、对
'k -进行数据处理:
根据肖维涅准则，对以
'k θ-测量量进行检查，无坏值出现。
8
''1
1
88.408k k i i θ--==
=︒∑
'0.0050k S θ-==︒
vp t =1.08
' 1.080.00500.0054k A vp u t S θ-==⨯=
0.0098B u =
==
'0.011k u ===︒ E 、θ的数据处理:
θ平均值：
''
11[][230.04268.4649.9888.40]19.2144
k k k k
θθθθ--=-+-=︒-︒+︒-︒=︒ 不确
定度：
0.005u θ=
=
=︒ 总结：
3sin 1/30010sin19.21548.42k d nm
k θλ-⨯⨯︒===
321/30010cos19.210.005cos 3600.140.22
k
k d u u nm k
θ
λπ
θ-⨯⨯︒⨯︒⨯︒=
=
=≈
0.2
100%0.04%548.4
u E λ
λλ
=
=
⨯=
测量结果：
548.40.2u nm λλλ=±=±
(p=0.683)
0.04%E λ=
3、讨论：
A 、谈谈你对本实验的理解。
B 、平行光管的狭缝过宽对测量结果有何影响?
C 、如何在未知光栅常数的情况下，利用本实验装置测量未知光波长？ 答：（略）
注：数据处理软件里的“实验项目->分光计”可以把分自动转化为度。