用衍射光栅测定光波波长-课件(PPT·精·选)
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《光栅衍射测量》PPT课件 (2)
d
5、以 d 为已知量，通过测量衍射角 ，将
数据填入下面的表格当中，算出汞灯谱线中
其余谱线的波 长 （一条紫线，两条黄线）
【思考题】
1、调节并判断光线是否垂直入射到光栅上？
2、怎样确定光栅光谱的级数？
3、如果望远镜对着平面透射光栅观察，发现有 两个不重合的小十字叉丝像，你当如何解释？ 此时应如何调节光栅至测量状态？
6
【实验内容】
➢ 测量光栅常数 d ➢ 测量紫光或黄光波长
7
【实验步骤】
1、把分光计调节好（望远镜接收平行光并处于水平 状态，载物台水平，准直管水平并产生平行光）。
2、调节光栅的位置
（1）将光栅放在分光计载物平台上，使光栅平面处于
载
b1 b3
物台下方两个调节螺丝 和
载物
中垂面上。左b1右b转3动
直至小十
字叉丝像和调整用叉丝中心重合，并且所有谱
线等高。
3、将望远镜隔着光栅对准准直管，使零级光谱和分划板中的
竖直线重合。再转动载物平台，使由光栅表面返回的小十字叉丝像和调整用 Nhomakorabea丝中心重合。
( 546.1nm)
4、保持光栅位置不动，以光谱中的绿线为已知谱线，通过测量衍射角 ，计 算出光栅常量 （对称测量，且测量次数不少于5次）
谱线特点：
1、中间为零级谱线，其余各级谱线对称分布于两侧。 2、中间为零级谱线，而不同波长的光谱线位置不同。
并按波长增加的次序由里向外展开，形成彩色光谱。
注意
若已知 ，测出衍射角 ，则可计算出光栅常d数 反之，若已知 d ，通过测量衍射角 ，则可以测出 光波波长 。
【实验仪 器】
分光计、平面透射光栅、低压汞灯、平面镜等。
用衍射光栅测定光波波长ppt课件
在方向上形成亮条纹，又称谱线。a+b为光栅常 数，为衍射角，K称为级次。
3Leabharlann 光栅光谱仪简介利用光栅干涉原理可制成光栅光谱仪，用 于各种物质的光谱分析，通过物质特征光 谱的识别，研究被分析样品中特定物质的 含量。例如：
1.太阳表面物质的构成 2.炼钢时杂质的含量 3.DNA的测定
4
三.仪器的调节
用衍射光栅测定光波波长
1
一.目的
1.了解分光计的构造、原理及其调节方法 2.学会用光栅测量光波波长的方法 3.观察光栅衍射现象
2
二.原理
当波长为λ的平行光垂 直光栅面入射透明与 不透明相间的周期性 结构（光栅）时，由 于透过的光衍射与相 干叠加的结果，在满 足
(a b) sin K,
K 0,1,2,
蓝
d sin蓝 K
？,
E ？ 蓝 0蓝
0蓝
0蓝
求出黄1光波长（0黄=576.96nm)
/ ？, E ？ d sin黄1
黄1
K
0黄1
黄1 0黄1 0 黄1
14
实验示范录像
15
2.偏心差很小，因此，左右游标读数差，应在 180°上下，最多差几分。
3.读数：先读游标“0”点所对的主盘读数，再 加上刻度对齐主盘刻度处的游标盘的读数。
9
分光计测量读数
用准线叉丝对准某条谱线即 可通过分光计两边的游标， 读出该谱线的偏转角度。图 为读汞灯绿光时的情况。 读数： 游标0刻线对准的主尺读加 游标刻线与主尺刻线对齐的 游标刻线的读数,既 读数= A+B=
2.再利用公式
2 1 2 '1' 4
求出该光谱的偏转角。 12
数据记录和处理
3Leabharlann 光栅光谱仪简介利用光栅干涉原理可制成光栅光谱仪，用 于各种物质的光谱分析，通过物质特征光 谱的识别，研究被分析样品中特定物质的 含量。例如：
1.太阳表面物质的构成 2.炼钢时杂质的含量 3.DNA的测定
4
三.仪器的调节
用衍射光栅测定光波波长
1
一.目的
1.了解分光计的构造、原理及其调节方法 2.学会用光栅测量光波波长的方法 3.观察光栅衍射现象
2
二.原理
当波长为λ的平行光垂 直光栅面入射透明与 不透明相间的周期性 结构（光栅）时，由 于透过的光衍射与相 干叠加的结果，在满 足
(a b) sin K,
K 0,1,2,
蓝
d sin蓝 K
？,
E ？ 蓝 0蓝
0蓝
0蓝
求出黄1光波长（0黄=576.96nm)
/ ？, E ？ d sin黄1
黄1
K
0黄1
黄1 0黄1 0 黄1
14
实验示范录像
15
2.偏心差很小，因此，左右游标读数差，应在 180°上下，最多差几分。
3.读数：先读游标“0”点所对的主盘读数，再 加上刻度对齐主盘刻度处的游标盘的读数。
9
分光计测量读数
用准线叉丝对准某条谱线即 可通过分光计两边的游标， 读出该谱线的偏转角度。图 为读汞灯绿光时的情况。 读数： 游标0刻线对准的主尺读加 游标刻线与主尺刻线对齐的 游标刻线的读数,既 读数= A+B=
2.再利用公式
2 1 2 '1' 4
求出该光谱的偏转角。 12
数据记录和处理
光栅衍射法测定光波长ppt课件
三．测定衍射角Φ
三．计算光波长λ
9
一、 调节分光计
1．粗调 （1）目测粗调使望远镜光轴大致水平，并
粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。 （2）调节载物台水平度调节螺丝使载物台
台面大致水平。
10
一、 调节分光计
2、调节望远镜
（1）目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能 很清楚地看到目镜中分划板上的刻线 和叉丝。调焦办法：接通仪器电源， 把目镜调焦手轮旋出，然后一边旋进 一边从目镜中观察，直到分划板刻线 成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目 镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破 坏时为止（如图3）。
4
实验原理及背景知识介绍：
入射光 光栅
黄绿
一级明条 纹K= -1
中央明条纹
黄 绿 一级明条纹
K=+1
K=0
图1 光栅衍射光谱示意图
5
实验仪器介绍：
光栅由透光的狭缝和不 透光部分构成，令a表示透 光狭缝的宽度，b表示不透 光部分的宽度，则光栅常 数 d=a+b ， 习 惯 上 用 单 位 毫米里的狭缝数目N来描述 光栅特征（如图2）。光栅 常数d与N的关系为：
（1）用汞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。
（2）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a1 ，一 端置于另两个调平螺丝a2、a3的中点， 图10 光栅放置示意图 如图10所示。
（3）旋转游标盘并调节调平螺丝a2或a3 ， 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11所示，固定游标盘。
实验名称：
光栅衍射法测定光波长
1
实验目的：
1. 熟悉分光计的调节。 2. 理解光栅衍射现象。 3. 学习用光栅衍射法测定光的波长或光栅常数。
三．计算光波长λ
9
一、 调节分光计
1．粗调 （1）目测粗调使望远镜光轴大致水平，并
粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。 （2）调节载物台水平度调节螺丝使载物台
台面大致水平。
10
一、 调节分光计
2、调节望远镜
（1）目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能 很清楚地看到目镜中分划板上的刻线 和叉丝。调焦办法：接通仪器电源， 把目镜调焦手轮旋出，然后一边旋进 一边从目镜中观察，直到分划板刻线 成像清晰，再慢慢地旋出手轮，至目 镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破 坏时为止（如图3）。
4
实验原理及背景知识介绍：
入射光 光栅
黄绿
一级明条 纹K= -1
中央明条纹
黄 绿 一级明条纹
K=+1
K=0
图1 光栅衍射光谱示意图
5
实验仪器介绍：
光栅由透光的狭缝和不 透光部分构成，令a表示透 光狭缝的宽度，b表示不透 光部分的宽度，则光栅常 数 d=a+b ， 习 惯 上 用 单 位 毫米里的狭缝数目N来描述 光栅特征（如图2）。光栅 常数d与N的关系为：
（1）用汞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。
（2）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a1 ，一 端置于另两个调平螺丝a2、a3的中点， 图10 光栅放置示意图 如图10所示。
（3）旋转游标盘并调节调平螺丝a2或a3 ， 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11所示，固定游标盘。
实验名称：
光栅衍射法测定光波长
1
实验目的：
1. 熟悉分光计的调节。 2. 理解光栅衍射现象。 3. 学习用光栅衍射法测定光的波长或光栅常数。
《光栅衍射实验》PPT课件
A）千万注意： 只测定汞灯第二级（k=2）各谱线衍射角k
k2
k 1
k 1
k2
图 光栅衍射光谱示意图
-
14
B）注意：测量时“一口气” 测完，中途不走 开，
不讲话，望远镜一个方向偏转，不回头。
k2
k 1
k 1
-
图 光栅衍射光谱示意图
k2
15
第四步：按实验讲义要求好好处理数据
-
16
以光栅平面作为反射面，仅调节
载物台来的绿色 “+” 字像 与分划板上方叉丝重合。然后
光栅放置
旋紧游标制动螺丝，锁定游标盘。
-
12
2) 光栅刻线与分光计主轴平行
转动望远镜，如观察 到左右衍射光线不在 同一高度可调节载物 台螺钉 C 使各级谱线 等高.
-
13
第三步：如何测量角度
入
射
d: 光栅常数 ：谱线的衍射角
f
复色 光衍 射条 纹
-
5
b a d
f
当入射光垂直入射时，光谱线位置满足 光的加强条件，即光栅方程为
dsin kk (k 0 , 1 , 2 ,.....)
k=0、±1、±2、±3、……，k为衍射级次
k为第k级谱线的衍射角- 。
6
入射光为一束 复色光垂直入射后产生的谱线
kk2 -
2
10
四：怎么测量
实质是测量角度
第一步：首先是分光计本身调整（略）
-
11
第二步：透射光栅调整
透射光栅调整时望远镜、平行光管的倾斜度调节螺
钉已调好，不能再动！
1）调光栅平面与平行光管的光轴垂直。
将光栅如图所示放置在载物台上，
光栅平面垂直于a、b 连线，使望
k2
k 1
k 1
k2
图 光栅衍射光谱示意图
-
14
B）注意：测量时“一口气” 测完，中途不走 开，
不讲话，望远镜一个方向偏转，不回头。
k2
k 1
k 1
-
图 光栅衍射光谱示意图
k2
15
第四步：按实验讲义要求好好处理数据
-
16
以光栅平面作为反射面，仅调节
载物台来的绿色 “+” 字像 与分划板上方叉丝重合。然后
光栅放置
旋紧游标制动螺丝，锁定游标盘。
-
12
2) 光栅刻线与分光计主轴平行
转动望远镜，如观察 到左右衍射光线不在 同一高度可调节载物 台螺钉 C 使各级谱线 等高.
-
13
第三步：如何测量角度
入
射
d: 光栅常数 ：谱线的衍射角
f
复色 光衍 射条 纹
-
5
b a d
f
当入射光垂直入射时，光谱线位置满足 光的加强条件，即光栅方程为
dsin kk (k 0 , 1 , 2 ,.....)
k=0、±1、±2、±3、……，k为衍射级次
k为第k级谱线的衍射角- 。
6
入射光为一束 复色光垂直入射后产生的谱线
kk2 -
2
10
四：怎么测量
实质是测量角度
第一步：首先是分光计本身调整（略）
-
11
第二步：透射光栅调整
透射光栅调整时望远镜、平行光管的倾斜度调节螺
钉已调好，不能再动！
1）调光栅平面与平行光管的光轴垂直。
将光栅如图所示放置在载物台上，
光栅平面垂直于a、b 连线，使望
大学物理实验光栅的测量ppt课件
d sink =kλ k= 0, ± 1, ± 2,……
b
其中d是光栅常数，k为第k
a
级衍射角， 为入射光波长，
k给出了该明纹的级次。
d
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.
f
4
条线？
光栅的分辨率问题： R mN
可以分辨
a. 狭缝调得太宽，或平行光管发出的光并不是平行光，在望 远镜的焦平面上聚焦不清晰。重新调节平行光管。
b. 望远镜的目镜没有调好，如果是这个原因那就只有从头开 始调节了。
2. 实验中我们最多能观察到多少级次的衍射条纹？
sin m 1
3. 在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否 锁紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。
4. 测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝，以便提 高工作效率和测量准确度。
5. 分光计测角度时，注意“过零” 问题。
12
常见问题及处理方法
1. 汞灯的两条黄色谱线的波长非常接近(579nm和577nm) ，
在正负1级或正负2级的衍射中光谱中，我们是否能分辨这两
光
右R游标 a(m2)来自1 2
1 2
| a L,2
a L,2
|
| a R,2
a R,2
|
11
注意事项
1. 分光计是精密的光学仪器，要加倍爱护，不应在制动 螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭缝。
2. 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，注意轻 拿轻放。
2. 将光栅置于载物台上，使平行光正入射到光栅上。
b
其中d是光栅常数，k为第k
a
级衍射角， 为入射光波长，
k给出了该明纹的级次。
d
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.
f
4
条线？
光栅的分辨率问题： R mN
可以分辨
a. 狭缝调得太宽，或平行光管发出的光并不是平行光，在望 远镜的焦平面上聚焦不清晰。重新调节平行光管。
b. 望远镜的目镜没有调好，如果是这个原因那就只有从头开 始调节了。
2. 实验中我们最多能观察到多少级次的衍射条纹？
sin m 1
3. 在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是否 锁紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。
4. 测量中应正确使用望远镜转动的微调螺丝，以便提 高工作效率和测量准确度。
5. 分光计测角度时，注意“过零” 问题。
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常见问题及处理方法
1. 汞灯的两条黄色谱线的波长非常接近(579nm和577nm) ，
在正负1级或正负2级的衍射中光谱中，我们是否能分辨这两
光
右R游标 a(m2)来自1 2
1 2
| a L,2
a L,2
|
| a R,2
a R,2
|
11
注意事项
1. 分光计是精密的光学仪器，要加倍爱护，不应在制动 螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意拧动狭缝。
2. 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，注意轻 拿轻放。
2. 将光栅置于载物台上，使平行光正入射到光栅上。
衍射光栅常数与光波长的测量PPT课件
绿光 247°55' 67°55' 286°26' 106°25' 38°31' 38°30' 19°13'
紫光 251°54' 71°55' 282°29' 102°28' 30°35' 30°33' 15°17'
黄光2 257°4' 77°2' 277°18' 97°19' 20°14' 20°17' 10°8'
0
紫 4317 4A
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;所用光栅规格为每毫米300刻线。有测量结果可 知：利用光栅衍射级次高的谱线测量，可以提高测量的准确度。
2021/7/29
18
0.9844301 0.986216
0.9691026 0.972622
3.31617
0.001674
5803.0483
0.0004024
紫光 7°29' 0.130172 0.016945 82°31' 0.991387 0.982849
4316.729 0.000353
绿光波长 5461埃
8.43148E-05 7.10899E-09
（8）误差分析：重要实验误差来源
（9）思考题：①、试说明光栅分光和棱镜分光，所产生的光谱有何区别？
②、用公式dsinψk =± kλ测d和λ时，实验要保证什么条件？如何实现？③、当 狭缝太宽或太窄时将会出现什么现象，为什么？
（10）教师签字数据!!!
光栅衍射测波长
倾 角 螺 丝
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：
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：
实验九用透射光栅测定光波波长总结PPT课件
20
6．注意事项 (1)放置或移动光栅时，不要用手接触光 栅表面，以免损坏镀膜． (2)从光栅平面反射回来的绿十字像亮度 较微弱，应细心观察．
21
2019/9/19
22
10
2019/9/19
11
分辨本领是光栅的又一重要参数，它
表征光栅分辨光谱线的能力．设波长为
和 d 的不同光波，经光栅衍射形成的
两条谱线刚刚能被分开，则光栅分辨本领
R为
R
d
(9-3)
12
根据瑞利判据，当一条谱线强度的极大 值和另一条谱线强度的第一极小值重合时， 则可认为该两条谱线刚能被分辨．由此可以 推出：
实验九 用透射光栅测定光
波波长
1
目的 1．进一步熟练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量、光波波长
和光栅角色散
仪器和用具 分光计、透射光栅、汞灯等
2
原理
光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分 光元件，在结构上有平面光栅、阶梯光栅和 凹面光栅等几种，同时又分为用于透射光衍 射的透射光栅和用于反射光衍射的反射光栅 两类．本实验选用的是透射式平面光栅．
R kN (9—4)
其中K光谱级数，N光栅刻线的总数．
13
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 。
14
(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
6．注意事项 (1)放置或移动光栅时，不要用手接触光 栅表面，以免损坏镀膜． (2)从光栅平面反射回来的绿十字像亮度 较微弱，应细心观察．
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分辨本领是光栅的又一重要参数，它
表征光栅分辨光谱线的能力．设波长为
和 d 的不同光波，经光栅衍射形成的
两条谱线刚刚能被分开，则光栅分辨本领
R为
R
d
(9-3)
12
根据瑞利判据，当一条谱线强度的极大 值和另一条谱线强度的第一极小值重合时， 则可认为该两条谱线刚能被分辨．由此可以 推出：
实验九 用透射光栅测定光
波波长
1
目的 1．进一步熟练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量、光波波长
和光栅角色散
仪器和用具 分光计、透射光栅、汞灯等
2
原理
光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分 光元件，在结构上有平面光栅、阶梯光栅和 凹面光栅等几种，同时又分为用于透射光衍 射的透射光栅和用于反射光衍射的反射光栅 两类．本实验选用的是透射式平面光栅．
R kN (9—4)
其中K光谱级数，N光栅刻线的总数．
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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 。
14
(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
光栅衍射讲稿PPT课件
方向上，求此光栅的光栅常数d。
解： d sin 1 k11 d sin 2 k22
sin 1 k11 2k1 sin 2 k22 3k2
两谱线重合，1
，所以
2
k1 k2
3 2
6 4
第二次重合k1=6,k2=4
d sin 600 61 d 3.05 103 mm
第三十三页，共39页。
例、波长为6000Å的单色光垂直入射在一光栅上，测得 第二级主极大的衍射角为300，且第三级是缺级，求：
入射光线与衍射光
线在光栅平面法线 的同侧取“+” 号，异侧时取“-” 号。
相邻两缝的入射光在入射到光栅平面上时已有光程差
(a+b)sin
(a+b)(sin +sin)=k k=0,±1, ±2, ±3 ···
第二十二页，共39页。
入射光线与衍射
(a+b)sin
光线在光栅平面 法线的同侧取
“+”号，异侧时
是哪些级次？
解: (1) (a b) sin k
(a b) k 6m sin
(2)k (a b) k k 4, 取k 1 a
amin
a
4
b
1.5m
b d amin 4.5m
第三十五页，共39页。
例、波长为6000Å的单色光垂直入射在一光栅上，第二 级主明纹和第三级主明纹分别出现在满足下式的方向上： sin2=0.2、 sin3=0.3 ，第4级为缺级。求：(1)光栅常数 是多少？(2)狭缝的最小可能宽度是多少？ (3)按上述选定 的a、b值，实际上能观察到的全部明纹数是多少？
第三十六页，共39页。
例、用波长为=590nm的单色光垂直照射在每毫米米刻有500条 缝的光栅上，在光栅后放置一焦距f=0.2m的会聚透镜，求： （1）
解： d sin 1 k11 d sin 2 k22
sin 1 k11 2k1 sin 2 k22 3k2
两谱线重合，1
，所以
2
k1 k2
3 2
6 4
第二次重合k1=6,k2=4
d sin 600 61 d 3.05 103 mm
第三十三页，共39页。
例、波长为6000Å的单色光垂直入射在一光栅上，测得 第二级主极大的衍射角为300，且第三级是缺级，求：
入射光线与衍射光
线在光栅平面法线 的同侧取“+” 号，异侧时取“-” 号。
相邻两缝的入射光在入射到光栅平面上时已有光程差
(a+b)sin
(a+b)(sin +sin)=k k=0,±1, ±2, ±3 ···
第二十二页，共39页。
入射光线与衍射
(a+b)sin
光线在光栅平面 法线的同侧取
“+”号，异侧时
是哪些级次？
解: (1) (a b) sin k
(a b) k 6m sin
(2)k (a b) k k 4, 取k 1 a
amin
a
4
b
1.5m
b d amin 4.5m
第三十五页，共39页。
例、波长为6000Å的单色光垂直入射在一光栅上，第二 级主明纹和第三级主明纹分别出现在满足下式的方向上： sin2=0.2、 sin3=0.3 ，第4级为缺级。求：(1)光栅常数 是多少？(2)狭缝的最小可能宽度是多少？ (3)按上述选定 的a、b值，实际上能观察到的全部明纹数是多少？
第三十六页，共39页。
例、用波长为=590nm的单色光垂直照射在每毫米米刻有500条 缝的光栅上，在光栅后放置一焦距f=0.2m的会聚透镜，求： （1）
实验4用衍射光栅测光波波长.ppt
2 或2
为了消除偏心差，得到
1 ) ( 4
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 d 1 6000cm(1 3000cm) ，求其百分误 差。 5.汞光谱还有蓝、黄（两条）亮谱线，分别测出 它们的一级衍射角，用已测得的光栅常数，求 它们的谱线波长，按误差传递公式计算波长的 标准误差。
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 B1 B2 （ B3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。
4.用望远镜对准汞光谱中的明亮绿谱线（绿谱线 的波长为546.07 mm ），分别记录左右一级两 个角度位置。当测右侧谱线时，分光计左右的 ；当测左侧谱线时， 两窗口读数分别为 和 两窗口读数分别为 和 则由分光计原理知：
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。 【实验原理】 如图41－1所示：
在图41-2中可以看到，衍射光谱中明条纹的 位置应出现在振动加强点，其光程差应为波长 的整数倍，即：
蓝
பைடு நூலகம்
衍射角
d sin k
黄1
黄2
计算光波波长
d sin k k
ab ab sin ） cos 误差计算： （ k k
实验41用衍射光栅测光波波长共16页文档
2.用光栅测光波波长，对分光计有什么要 求？
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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。 【实验原理】 如图41－1所示：
在图41-2中可以看到，衍射光谱中明条纹的 位置应出现在振动加强点，其光程差应为波长 的整数倍，即：
(ab)sin kk
dsink k k0， 1， 2 （41-1）
式中，dab称为光栅常数；为入射光的波长，
为明k条纹（称为谱线）的级数； 是 级k 明k条纹的
衍射角。
【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 （ B 3不B要1B再2 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。
k
k
（ abd ）
【注意事项】
1.分光计各部分调节螺丝比较多，在不清楚这 些螺丝的作用与用法之前，不要乱旋硬扳，以 免损坏仪器。
2.请勿用手触摸光栅表面，移动光栅时，拿其 金属基座。
3.肉眼不要长时间直视汞灯，以免被紫外线灼 伤眼睛。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
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。 【实验原理】 如图41－1所示：
在图41-2中可以看到，衍射光谱中明条纹的 位置应出现在振动加强点，其光程差应为波长 的整数倍，即：
(ab)sin kk
dsink k k0， 1， 2 （41-1）
式中，dab称为光栅常数；为入射光的波长，
为明k条纹（称为谱线）的级数； 是 级k 明k条纹的
衍射角。
【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 （ B 3不B要1B再2 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。
k
k
（ abd ）
【注意事项】
1.分光计各部分调节螺丝比较多，在不清楚这 些螺丝的作用与用法之前，不要乱旋硬扳，以 免损坏仪器。
2.请勿用手触摸光栅表面，移动光栅时，拿其 金属基座。
3.肉眼不要长时间直视汞灯，以免被紫外线灼 伤眼睛。