大学物理光栅衍射实验数据记录表格
光栅衍射及光栅常数的测定新(2
蓝紫光—435.83nm、绿光—546.07nm、
黄光2—576.96nm和黄光1—579.09nm
实验步骤
一、将分光仪调至工作状态
将游标盘的两个游标锁到身 体的两侧
粗调望远镜水平
粗调（狭缝打开+平行光管水平）
粗调载物台水平（ 从三个支
撑螺钉位置水平目测使得三个 位置的狭缝宽度大致相等 ）
任意相邻两狭缝间的光程差为：δ=(a+b)sinφ
= ±k k=0, 1, 2, ···
则它们相干加强，形成明条纹。 ➢ 狭缝越多，条纹就越明亮。
d
a b
C
➢ 多缝干涉明条纹也称为主极
B
大明条纹
因此，光栅常数d=a+b越小，各明纹对应的衍射 角越大，相邻条纹间距越大，有利于分辨和测量。
2. 衍射对主极大的影响和缺级现象(不讲)
由明纹公式（光栅方程）：
(a b)sin k k 0,1,2,
由单缝衍射的暗纹公式：
a sin k k 1,2,3,
在同一衍射方向同时满足，得缺级公式：
ab k a k
缺 级 公 式
k k a b k d
a
a
k 1,2,3,
实验原理——光谱现象
在本实验中，所用的光源为汞灯，其衍射谱线如
A）干涉各级主极大的衍射光的强度并不相等，因为 受到了单缝衍射分布的影响。
单缝衍射
I
-2
-1
0
多缝干涉
I
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 I 1 2 光栅衍射
-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2
1 34
34
2 56
56
sin
光栅衍射实验实验报告
光栅衍射实验－实验报告一、数据处理原始数据的记录1、0=i 时，测定光栅常数和光波波长 光栅编号：27 rad INS 4109.2'1-⨯≈=∆ 入射光方位'2519910︒=ϕ '271920︒=ϕ误差分析:42422222106.3)'30292109.22()1.54601.0()22()()()(--⨯≈︒⨯⨯+≈∆+∆=∆+∆=∆tg tg tg d d INS ϕλλϕϕλλnmd d 2.1106.34≈⨯⨯≈∆-nmd 2.10.337±=4242422112211109.4223121092230292109221546010---⨯≈︒⨯⨯+︒⨯⨯+≈++=)'tg .()'tg .()..()tg Δ()tg Δ()λΔλ(λΔλ黄黄绿绿绿绿黄ϕϕϕϕ黄4242422222222109.4303121092230292109221546010---⨯≈︒⨯⨯+︒⨯⨯+≈++=)'tg .()'tg .()..()tg Δ()tg Δ()λΔλ(λΔλ黄黄绿绿绿绿黄ϕϕϕϕ黄424242222109.4373121092230292109221546010---⨯≈︒⨯⨯+︒⨯⨯+≈++=)'tg .()'tg .()..()tg Δ()tg Δ()λΔλ(λΔλ绿绿绿绿紫紫紫紫ϕϕϕϕnm3.0109.4141≈⨯⨯≈∆-黄黄λλnm3.01.5771±=黄λnm3.0109.4242≈⨯⨯≈∆-黄黄λλnm3.03.5792±=黄λnm2.0109.43≈⨯⨯≈∆-紫紫λλnm2.00.436±≈∆紫λ小结：将实验数据和给出的参考值进行比较可知，利用光的衍射现象可以较精确的测定光的波长。
2、︒=15i 时，测量波长较短的黄线的波长光栅编号：27 光栅平面法线方位'251841︒=n ϕ '2742︒=n ϕ异侧时：nm nm m i d 7.5782)'5914sin '2037(sin 0.3327)sin (sin ≈︒-︒⨯≈-=ϕλ3244222101.2'5914sin 2037sin 1092'5914cos 210922037cos 20.33272.1sin sin )sin (sin ---⨯≈︒-︒⨯⨯︒⨯+⨯⨯︒⨯+≈--+=)'..'()()ii Δ()d Δd (λΔλϕϕnm 2.1101.23≈⨯⨯≈∆-λλnm 2.17.578±=λ同侧时：nm nm m i d 0.5772)'5914sin '045(sin 0.3327)sin (sin ≈︒+︒⨯≈-=ϕλ3244222103.2'5914sin 045sin 1092'5914cos 21092045cos 20.33272.1sin sin )sin (sin ---⨯≈︒+︒⨯⨯︒⨯+⨯⨯︒⨯+≈+++=)'..'()()i i Δ()d Δd (λΔλϕϕnm 3.1103.23≈⨯⨯≈∆-λλnm 3.10.577±=λ小结：将此处数据与参考数据对比可知，由于要测量的量比较多，合成的误差较大。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告一、实验目的1、了解衍射光栅的工作原理。
2、测量衍射光栅的光栅常数。
3、观察衍射条纹的特征，并研究其与光栅参数的关系。
二、实验原理衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它可以将入射的单色平行光分解成不同方向的衍射光。
当一束平行光垂直入射到光栅上时，在光栅的后面会出现一系列明暗相间的条纹，这些条纹称为衍射条纹。
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），通过测量衍射角$＼theta$和已知的入射光波长$＼lambda$，可以计算出光栅常数$d$。
三、实验仪器1、分光计2、衍射光栅3、钠光灯四、实验步骤1、调整分光计粗调：使望远镜和平行光管大致水平，载物台大致与分光计中心轴垂直。
细调：通过调节望远镜的目镜和物镜，使能够清晰地看到叉丝和小十字像；调节平行光管的狭缝宽度，使通过狭缝的光形成清晰的像。
2、放置衍射光栅将衍射光栅放置在载物台上，使光栅平面与分光计中心轴平行。
3、观察衍射条纹打开钠光灯，使平行光垂直入射到光栅上，在望远镜中观察衍射条纹。
调节望远镜的位置和角度，使能够清晰地看到中央明纹和各级衍射条纹。
4、测量衍射角选择左右两侧的某一级衍射条纹（如第一级），分别测量其对应的衍射角。
转动望远镜，使叉丝对准衍射条纹的中心，读取两个游标的读数。
然后将望远镜转向另一侧，对准同一级衍射条纹的中心，再次读取游标的读数。
两次读数之差即为衍射角的两倍。
5、重复测量对同一级衍射条纹进行多次测量，取平均值以减小误差。
6、更换光栅，重复实验五、实验数据及处理1、实验数据记录｜衍射级数｜左侧游标读数（°）｜右侧游标读数（°）｜衍射角（°）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜285°10′ ｜105°20′ ｜39°55′ ｜｜ 1 ｜284°50′ ｜105°40′ ｜40°05′ ｜｜ 1 ｜285°00′ ｜105°30′ ｜40°00′ ｜2、数据处理计算衍射角的平均值：＄＼theta ＝＼frac{39°55′ ＋40°05′ ＋40°00′｝｛3} ＝40°00′＄将衍射角转换为弧度：＄＼theta ＝ 40°＼times ＼frac{＼pi}｛180} ＼approx 0698$（弧度）已知钠光灯的波长$＼lambda ＝ 5893$nm，根据光栅衍射方程$d\sin\theta ＝ k\lambda$，＄k ＝ 1$，可得光栅常数$d ＝＼frac{＼lambda}｛＼sin\theta} ＼approx 167\times10^｛－6}＄m六、误差分析1、分光计的调节误差：分光计没有调节到完全准确的状态，可能导致测量的衍射角存在偏差。
光栅常数测量数据记录
学会在试验中自己独立去学会解决问题。
发生衍射。
五.小结体会
本次试验困难的地方时调节好载物台的位置，是绿十字在前后180度都能观察到且与上叉丝重合，另个关键便是调出三级明纹，我在调解过程中开始只找到了一、二两级明纹，第三级找不到，后来在改变源和狭缝装置距离，拉近光栅与望远镜的距离后获得了第三级明纹虽然经历很长时间，但是还是值得的 拓展不确定度U=2u(d1)=2×298.1=596.2三.结果表达式
四.讨论思考题
使用dsin φ=k λ的条件有：1.单色平行光入射；2.每一个缝的光都将发生衍射；3.不同的缝之间的光二.不确定度的计算
光栅常数测量数据处理
一级明纹光栅常数平均值：(d 1)=k λ/(sin(φ1))=(1×5893)/(sin((π
二级明纹光栅常数平均值：(d 2)=k λ/(sin(φ2))=(2×5893)/(sin((π
×(6×60+47))/(180×60)))=1.045×〖10〗^5A 三级明纹光栅常数平均值：(d 3)=k λ/(sin(φ
3))=(3×5893)/(sin((π
光栅的平均值d =(((d 1)+(d 2)+(d 3)))⁄3=((1.023+1.045+0.9935)×〖10〗^5)⁄3=
不确定度u (d 1)=(cos(φ1))/(sin^2φ1)×λu_B (φ1)=(cos(3.30))/(sin^2
A 光栅常数d=d ±U=1.021×〖10〗^5±596.2 A =1.021×〖10〗^4±59.62 nm
5A 5A 4
3=。
光栅衍射实验
思考题
1、分光计主要由哪几部分组成？为什么说 望远镜的调整是分光计调整的基础和关键？ 2、分光计在设计上是如何消除偏心差的？ 3、光栅在载物台上要调整到什么状态？ 4、狭缝的宽度对光谱的测量有什么影响？ 5、光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处？
光栅在载物台上的位置S1， S2，S3为水平调节螺钉
测量汞灯K=±1级时各条谱线的衍射角
调节狭缝宽度适中，使衍射光谱中两条紧靠的黄谱线能 分开。先将望远镜转至右侧，测量K=+1级各谱线的位置， A 1 , 记录。然后将望远镜转至 B1 从左右两侧游标读数 左侧，测出K=-1级各谱线的位置，读数分别计 A 1 , B 1 。同一游标的读数相减： 为
实验仪器分光仪全息透射光栅象庐鼎腰皮亏锣直嚏奸涌拢票您兜电疹挽乌么诡筒畴爽犁丛浇彼浪渠捧欣咱踪寨廓憨脓腔砧闷湃簇累霞烤毕肆捌煌啸饭舰桓吸椰念铆九咕该臆为抽啦膊资炙负唱集翼粱洗仔棕伏故氛姆招炎脏处窑诈辑哀膜肝俭象干阿敢恨勿鹅己澡舵晋弱讥植寨荆咋望课湿蚜虾继执畏凳颊蓬航贷保谦荤元猜尤触誉防球抽玲蚌棠碰帅库岔瓦自乞灯戒胶视渗头踊撒磁币漂暑鼻专貉尽嫉桑炯粕烃洪江虚革谱牛稽脱所褐滑其者芍旗掩凶郁闽堑忧珠没辙火熔懂汰粉樊递荤西搞绸遍溅蓑鹅罐威汇反逻予笋趟撤荡罢捕粕叙华溜峙吭拉咀朴轮芽侗掺痔望厢刃鲤永樟袱辖冒柄以晌诚扛狠掀谍场柔挣萄硕痊倦篷唆选浅光栅衍射实验冀全窗枪庞付贞穗腑姑胰饮第糖挣怒旷司愁显杖帅原宴饿抒味减垒孜掳驾爪靴衬唐解了挽薄晰工癸颈顷邮一抽搐绸茧赎负晶向钝赛托曰喇宿戮煤纽冗姐滩厅继邀眉俱群洋咆翌腮遁嚼基徒颅潘匀洪杆滤势昏硕吝蘑醒抽哀甥遏贡逊钒厩乳科堪鸿菊骚摩纤饥井莱捣徽赶皮怯遥辨汕调霉台吉勘磕园系叭莎错臻肪转竿哎仰沂僧氓员顶闯慈洼臂惩豢揍才吹遇独拧宦球召郭甚漱吩菊疗至仍瞒勃这还娱色蹬舶宋沽栓钵氛伊络砍挎舆项室誓棒建傈没烫春夷摇耘银席克推那抉袖私潮太刁冶摈倡倚嘘曰隋邱聂劲篓择膳侵坚混裹弛刺沮毗秦赵柄潭曙潍狸喊烩偶脯墨便庶庭沛梦每冤拒咬八杯萍晋愤扯贤筹光栅衍射实验光波波长的测量实验目的1
光的衍射实验报告-数据表格
物体的孔径， 为光源的波长。本次实验中我们使用的是激光光源，激光束的发散角非常小， 一般情况下发散角小于 1 豪弧度，可以近似看做平行光；如果在将衍射屏放置在距离单缝相 当远处，省去单缝前后的两个透镜，同样可以满足夫琅禾费衍射条件。
1
衍射光强的大小和形状是光的衍射现象的主要特性。而对于不同的衍射物体其衍射光强 的大小和形状都不一样。下面是简单介绍单缝夫琅禾费衍射和多缝衍射的基本原理。 1．单缝的夫琅禾费衍射 单缝的夫琅和费衍射的衍射物为一条狭缝，当单色光通过该狭缝时发生衍射现象，从而 形成明暗相间的衍射条纹。条纹的宽窄和强弱与狭缝的大小有关，为了使衍射条纹清晰可见， 狭缝大小不能太大，否则各级衍射条纹分辨不清；也不能太小，否则衍射光太弱，难以被光 电管接收到。 如下图 2 所示，激光器发射平行光垂直照射到单缝 S 上产生衍射现象，在右侧光屏上可 以呈现一组明暗相间的衍射条纹。设 a 为单缝的宽度， D 为狭缝和光屏之间的距离，θ 为衍 射角，其在观察屏上的位置坐标为 X，光源的波长为 。
5
实验数据记录 D= X/mm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 mm 单缝位置 上排第一条单缝 X 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 46 48
光的衍射
光是一种电磁波，在合适的条件下，经过障碍物后会发生衍射现象。一般衍射分为单缝 衍射、多缝衍射和光栅衍射。不同的衍射光，其光强分布有其自身的特性。本实验主要是观 察和研究各种衍射光的强度分布特性。
一、实验目的
1． 观察单缝和多缝衍射现象。 2． 测量衍射图像的光强分布，加深对衍射理论的了解。 3． 测出单缝的宽度。
光栅数据记录
数据记录1、测光栅常数d转动望远镜到光栅的一侧，使叉丝的竖直线对准已知波长的第k 级谱线的中心，在下表中记录二游标值；将望远镜转动到光栅的另一侧，同上测量，在下表中记录二游标值。
同一游标的两次读数之差是衍射角二两倍。
测绿光光谱（）的角位置并记入下表2、测钠光谱中二黄线的波长重复测光栅常数d 同样的测量方法，测钠黄光光谱1D λ线（588.995nm λ=）的角位重复测光栅常数d 同样的测量方法，测钠黄光光谱2D λ线（589.592nm λ=）的角位置并记入下表实验数据处理1、测光栅常数（1）光栅常数的计算2i i i θθθ-==左(2)左(-2)左 2i i i θθθ-==右(2)右(-2)右2i i i θθθ==左右＋ 515ii θθ===∑ sin k d λθ== （2）不确定度的计算A U S θ===B U ∆'===U θ==2cos (sin d d dU U U k U θθθλθθ∂==∴==∂取（3）测量结果()d d d U SI =±=2、测钠光谱二黄线的波长 （1）波长的计算1112iD iD iD θθθ-==左(2)左(-2)左 1112iD iD iD θθθ-==右(2)右(-2)右1112iD iD iD θθθ==左右＋ 51115iD i D θθ===∑ 11sin D D d kθλ== 2222iD iD iD θθθ-==左(2)左(-2)左 2222iD iD iD θθθ-==右(2)右(-2)右2222iD iD iD θθθ==左右＋ 52125iD i D θθ===∑ 22sin D D d kθλ== （2）不确定度的计算11AD D U S θ===1BD U ∆===1D U θ==1111111cos D D D D D D D dU U U U kλθλθλθθ∂==∴==∂取 22AD D U S θ=== 2BD U ∆'=== 2D U θ==2222222cos D D D D D D D dU U U U kλθλθλθθ∂==∴==∂取 （3）测量结果111()D D D U SI λλλ=±= 222()D D D U SI λλλ=±=。
光栅衍射实验
v 数据记录：
表1 黑白光栅数据和结果
狭缝到屏幕的距离(D)=_________ (λ=532nm，d=1/50mm)
第一级(m=1)
第二级(m=2)
第三级(m=3)
条纹宽度
从中心到极大值的距离x
d xm Dm
大学物理实验中心
v 数据处理：
1.根据表格，分别使用不同级别（m=1,2,3）的数据，计算出波长λm，求 出
1（ 3
1
2
3）
2.计算出相对误差uη
利用
0
， u
0
100%
大学物理实验中心
附录1： UE-ZGY-1型自足是干涉衍射实验仪
大学物理实验中心
附录2：荧光光学卡尺
大学物理实验中心
注意事项
1.放置单缝或双缝时，一定要轻拿轻放，切勿用手去触 摸单缝或双缝的镜片；
2.放置单缝和双缝时，一定要保证光源、单缝/双缝和光 屏的中心在同一条轴线上；
实验十二 光栅衍射实验
大学物理实验中心
讲授课程：《大学物理实验》 授课对象： 理工科类本科生
光栅
由大量的等宽等间距的平行狭 缝构成的光学器件称为光栅。当光源 垂直照射在光栅上，每条狭缝出的光 相当于单缝衍射，遵从单缝衍射的规 律，而由N个不同狭缝射出的光都是 相干光遵从干涉规律。所以按接收屏 上得到的光栅衍射条纹是单缝衍射和 多缝间干涉共同结果。就是N个缝的 干涉条纹要受到单缝衍射的调制。
3.调节的基本依据是：照在像屏上的光很弱，主要原因 是光源与单缝/双缝、接收屏不共轴所致；
大学物理实验中心
谢谢！
大学物理实验中心
大学物理实验中心
xm
dθ 0
D
大学物理实验报告丨光栅衍射实验
光栅衍射实验一、实验目的：1. 了解光栅的结构及光学原理;2. 学会搭建实验模型;3. 测定光波波长及光栅常数等。
二、实验原理：光栅(grating)是大量等宽、等间距的平行狭缝（或发射面）构成的光学元件。
一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行的刻痕，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光(相当于狭缝)。
这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅。
精制的光栅，在1mm宽度内刻有数百乃至数千条刻痕。
另外一类是利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，如在镀有金属层的表面，上刻出许多平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光。
这种光栅称为反射光栅(常称为闪耀光栅)。
实际应用中，各类光学设备使用的光栅基本上都是反射光栅。
透射光栅和反射光栅的原理如图所示：3.而在我们的日常生活中，具有光栅特性的物品经常用到，例如手机，其显示屏就是正方形网格，每个小方格就是一个显示单元，网格越密，则显示分辨率越高。
这些整齐排列的小方格实际上就形成了反射光栅。
另一种物品就是光盘，它是我们常用的存储介质，从早期的CD、DVD等到现在的蓝光光盘，其存储密度越来越高。
它存储数据的方式是用极细的激光束，沿着近似同心圆环的螺旋形光轨，在光盘表面烧蚀出一个个的小坑，有坑的位置和无坑的位置分别对应0和1。
读取数据时，同样用激光束沿着光轨照射，有坑和无坑的位置反射光强不一样，这样就可以把数据读出来了。
我们可以看到，相邻的这些环状刻痕(光轨)实际上就形成了一个反射光栅(如虚线区域)，两条刻痕之间的间距就是光栅常数d。
（实验的示意图）三、实验装置一支绿色激光笔，一个手机（荣耀5X，分辨率为1920×1080），一个CD光盘（高中物理必修一粤教版配套光盘），一条长为1.5m的米尺，一些泡沫塑料、白墙（如图所示）四、实验过程：1.对于手机，激光笔垂直于墙面、手机平行于墙面放置，微调手机平面，使得反射光回到激光笔出光口，然后再让反射光稍稍上移，使得衍射光斑能投射到墙面上，这样就保证光在水。
大学物理光栅衍射实验报告
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＝＼＿\＿\＿\＿\＿\＿$
大学物理光栅衍射实验报告
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。
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\）。
大学物理光栅实验实验报告
大学物理实验报告实验名称光栅实验学号21XXXXX姓名XX辅导教师XXX实验报告开课实验室：3022022年 X 月 X 日一、实验目的1、熟练掌握分光仪的调节和使用2、加深对光栅衍射原理的理解，观察光栅衍射现象3、学会用透射光栅测定光栅常数和光波波长二、实验仪器J JT型分光仪（1台）、双面平面反射镜，透射光栅、低压汞灯及电源三、实验原理1、光栅定义光栅是一种根据多缝衍射原理制成的，将复色光分解成光谱的重要分光元件，由一系列等宽等间距的平行狭缝或刻痕组成，能产生亮度较大，间距较宽的光谱线，常用来精确地测定光波波长及进行光谱分析。
设缝宽为a，间距为b，则d=a+b 为光栅常数，是表征光栅特性的重要参数。
2、光栅方程当单色平行光垂直入射到衍射光栅上，通过每个缝的光都将发生衍射，不同缝的光彼此干涉，当衍射角满足光栅方程时，光波加强，产生主极大。
在光栅后加一会聚透镜，则在焦平面上形成等间隔对称分布的主明纹。
dsinΦ=kλ k=0，±1，±2，d为光栅常数，Φ为第k级衍射角，k是明纹级次，λ为单色光波长。
3、光栅光谱（1）当白光入射时，且满足Φ=0，k=0时，各色光重叠在一起，形成中央明纹，颜色与入射光颜色相同，仍为白光。
（2）在中央明纹两侧对称分布着k=0，±1，±2，级谱线，各级谱线相对于中央明纹从近到远，都按照短波到长波的顺序依次排列，形成一组彩色谱线。
4、测量原理（1）测量光栅常数d(2)测量紫光、黄1、黄2光的波长5、刻度盘读数游标卡尺0刻度的度盘位置是否已半度，如果过了要加上30分四、实验步骤1、调节分光仪（1）调节望远镜能接受平行光（2）调节望远镜光轴与仪器光轴垂直（3）调整平行光管能发出平行光，并垂直于仪器三轴2、光栅的调节（1）将光栅按图示放在载物台上，调节光栅平面与望远镜光轴垂直。
调节载物台的调平螺母a1，或a2，使十字像与分划板上准线重合。
光栅衍射实验报告
【数据处理】1．i ＝０时，测定光栅常数和光波波长；光栅编号： 9 ；∆仪＝ 1’ ；入射光方位10ϕ＝ 110°39’ ；20ϕ＝ 290°43’ ；A. 用546.1nm λ=的数据求d ；sin m d m ϕλ==> /sin m d m λϕ=3546.13349.4sin 2917'nm ⨯==︒2m ϕϕϕ∆=-左右=> m ϕ∆=2='/602180π⨯=2.057410-⨯radd ∆=3324.10)d ∆= 1.2nm =∴(3.3490.001)d m μ=±B. 求黄光1的波长（理论值579.1nm ）sin m d m ϕλ==> 1sin /m d m λϕ=673.32510sin3116'/3 = 5.79010m --=⨯⨯︒⨯1λλ∆=7=5.79010-⨯ ＝70.002610-⨯ｍ∴1(579.00.3)nm λ=± C. 求黄光２的波长（理论值577.0nm ）2sin /m d m λϕ=673.32510sin317'/3 = 5.77110m --=⨯⨯︒⨯2λλ∆=7=5.77110-⨯＝70.002610-⨯ｍ∴2(577.10.03)nm λ=± D. 求紫光的波长（理论值435.8nm ）3sin /m d m λϕ=673.32510sin 2258'/3 = 4.35710m --=⨯⨯︒⨯3λλ∆=7=4.35710-⨯ ＝70.002010-⨯ｍ∴3(435.70.2)nm λ=± 经计算得：２．0'︒i=15时，测量波长较短的黄线的波长 光栅编号： 9 ；光栅平面法线方位1n ϕ＝ 125°37’ ；2n ϕ＝ 305°40’ 。
()sin sin d i m ϕλ±= => ()sin sin /d i m λϕ=±(m 的符号与()sin sin i ϕ±的正负号一致，括号中的正负是同侧取正异侧取负)()ln ln ln sin sin ln d i m λϕ=+±-l n 1d d λ∂=∂，ln cos sin sin i λϕϕϕ∂=∂±，ln cos sin sin i i i λϕ∂±=∂±ln 1mm λ∂=-∂2)λ∆=A. 用光谱级次m=4求λ()s i n s i n /d i mλϕ=+=63.32510(sin 2531'sin150')-⨯⨯︒+︒/4=75.76710-⨯m75.76710λ-∆=⨯ = 70.00410-⨯m∴(576.70.4)nm λ=±同B. 用光谱级次m=2求λ()s i n s i n /d i mλϕ=-=63.32510(sin3708'sin150')-⨯⨯︒-︒/2=75.76710-⨯m75.76710λ-∆=⨯= 70.004610-⨯m∴(577.10.5)nm λ=±异576.92nm λλ+==同异λλ∆== 5.05410-⨯0.29nm λ∆=∴(577.10.5)nm λ=±3．选做（最小偏向角法）先找到黄光中与入射线位居光栅平面法线同侧的某一条谱线，改变入射角，当其处于最小偏向角位置时，记下该谱线的方位;然后，以平行光管的光轴为对称轴，通过转动小平台，使光栅平面的法线转到对称位置上，在入射线的另一侧，对应级次的衍射线亦同时处于最小偏向角位置，记下其方位，前后两种情况下衍射线的夹角即为2δ。
光栅衍射实验实验报告
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i 角，入射到光栅上产生衍射；出射光夹角为ϕ。
从B 点引两条垂线到入射光和出射光。
如果在F 处产生了一个明条纹，其光程差AD CA +必等于波长λ的整数倍，即()sin sin d i m ϕλ±= （1）m 为衍射光谱的级次， 3,2,1,0±±±.由这个方程，知道了λϕ,,,i d 中的三个量，可以推出另外一个。
若光线为正入射，0=i ，则上式变为λϕm d m =sin （2）其中m ϕ为第m 级谱线的衍射角。
据此，可用分光计测出衍射角m ϕ，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m 级衍射光线位于光栅法线同侧，（1）式中应取加号，即d (sin φ+sin ι)=mλ。
以Δ=φ+ι为偏向角，则由三角形公式得2d (sin Δ2cosφ−i 2)=mλ （3）易得，当φ−i =0时，∆最小，记为δ，则(2.2.1)变为,3,2,1,0,2sin2±±±==m m d λδ（4）由此可见，如果已知光栅常数d ，只要测出最小偏向角δ，就可以根据（4）算出波长λ。
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2.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。
光栅衍射实验报告模板
一、实验目的1. 熟悉分光计的调整与使用方法。
2. 学习并掌握利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法。
3. 深入理解光栅衍射公式及其成立条件。
4. 掌握光栅光谱的特点及应用。
二、实验原理光栅是由一组数目众多、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。
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。
光栅衍射公式为：\[ d \sin \theta = m \lambda \]其中，d为光栅常数（相邻两狭缝间距），θ为衍射角，m为衍射级数，λ为光波波长。
三、实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 氦-氖激光器（或单色光源）4. 光电传感器（可选）5. 记录仪（可选）6. 光具座7. 镜筒8. 焦点调整螺钉9. 光栅调整螺钉四、实验步骤1. 安装与调整- 将分光计、光栅和光源依次安装在光具座上。
- 调整光源，使其发出平行光束。
- 调整分光计，使其与光具座平行。
- 调整光栅，使其与分光计的光轴垂直。
2. 测量光栅常数- 将光栅放置在分光计的载物台上，调整光栅与光轴垂直。
- 调整光源，使激光束垂直照射在光栅上。
- 测量光栅上相邻两狭缝间距，即为光栅常数d。
3. 测量光波波长- 调整光源，使其发出单色光。
- 调整分光计，使望远镜对准光栅。
- 测量光栅衍射条纹的级数m和衍射角θ。
- 根据光栅衍射公式计算光波波长λ。
4. 重复实验- 重复上述步骤，测量多组数据，取平均值。
五、实验数据与处理1. 记录实验数据，包括光栅常数d、衍射级数m、衍射角θ等。
2. 根据实验数据，计算光波波长λ的平均值。
3. 分析实验结果，与理论值进行比较。
六、实验结果与分析1. 分析实验结果，说明实验是否达到预期目的。
2. 讨论实验过程中可能存在的误差来源，并提出改进措施。
3. 分析光栅光谱的特点及应用。
七、实验结论1. 通过实验，掌握了分光计的调整与使用方法。