光栅测波长

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实验5-7 用光栅测量光的波长

实验5-7 用光栅测量光的波长实验目的：1. 掌握用光栅测量光的波长的原理和方法；2. 通过实验验证波长的计算公式。

实验原理：1. 光栅的原理当入射平行光通过光栅时，会因为光栅上的等间距狭缝而发生衍射。

衍射的波前在各狭缝上振动，形成一系列新的次波前，这些次波前在远离光栅的地方再次重叠，形成有规则的干涉条纹。

通过观察干涉图案的条纹间距，可以计算出入射光的波长。

2. 计算公式nλ=d（sinα+sinβ）式中，n为干涉级次，λ为入射光的波长，d为光栅的线数每毫米数（即刻度尺数），α和β分别为入射和反射光的夹角。

实验仪器：光栅、汞灯、反射制作品、转动式平台、测角仪、显微镜、扩展光路。

实验步骤：1. 将反射式制作品固定在转动式平台上，并将光路调整好，使从汞灯发出的紫色光垂直射向反射制作品，并将反射制作品顺时针旋转至最大亮度位置。

2. 旋转平台，将光线沿指示线方向向反射式制作品发出，调整反射制作品至最大亮度位置。

3. 将显微镜放置在观测位置，观察干涉色条纹，并测量相邻两条纹的距离。

4. 记录干涉级次n，测量α和β的夹角，计算出波长λ。

实验数据：n=1，d=600栅数/毫米，α=（19.1±0.1）°，β=（16.5±0.1）°；两相邻条纹距离为（1.5±0.1）mm。

实验结果：根据计算公式，可得出计算公式的计算结果：λ=（4.75±0.45）×10^-7m（使用不确定度计算公式：δλ=λ×（δα/α+δβ/β+δd/d）= λ×（0.103））实验结论：通过本实验，我们学习了光栅测量光的波长的原理和方法，并通过实验验证了波长的计算公式。

实验结果表明，本实验具有一定的准确性和可靠性。

光栅特性与光波波长测量

光栅特性与光波波长测量
光栅是用于衍射和反射光线的设备，可以用于测量光波的波长。

在光栅的作用下，光束被分解成一系列光点，这些光点的位置和强度取决于入射光线的波长和光栅的特性。

对于光栅中的类似光谱的分布，波长和光点之间有着非常明显的关系。

通过观察光栅图案的特征可以确定光波的波长。

因为光点的位置是由波长和光栅间隔决定的，所以可以根据测量得到光点距离和光栅间隔来确定波长。

这种技术在物理学、化学和生物学等领域中都有广泛的应用。

此外，光栅还可以用于研究材料的光学性质，测量材料的折射率和反射率，以及检测和分析微小生物和细胞。

由于光栅具有高精度、高分辨率和灵敏度等优点，因此已成为现代科学和技术中不可或缺的工具之一。

用透射光栅测光波波长

用透射光栅测光波波长在许多光学应用中，测量光波的波长是非常重要的。

测量光波波长的一种常用方法是使用透射光栅。

透射光栅是一种具有细微刻痕的光学元件，可以将光波分解成不同的频率或波长。

透射光栅通常由玻璃或塑料制成，具有非常高的精度和可重复性。

如果需要准确测量光波的波长，透射光栅是一个非常好的选择。

透射光栅的原理是根据光的干涉和衍射。

当光线通过透射光栅时，它会被分解成不同波长的光所组成的光谱。

透射光栅的表面通常具有许多细微刻痕，可以使光线在通过时发生干涉和衍射现象。

这些现象会导致不同波长的光经过光栅时发生不同的偏移，从而形成一个光谱。

为了测量光波的波长，需要将光线通过透射光栅。

通过传送和衍射现象，光线将分解成不同波长的光，从而形成一个光谱。

光谱上的不同峰值代表不同波长的光。

通过对这些峰值进行测量，可以推导出光波的波长。

为了实现这一目标，可以使用光谱仪。

光谱仪是一种非常精密的量测设备，可以将光谱数据转换为数字信号，从而提供高精度的波长测量。

使用光谱仪可以实现非常高的测量精度，并且可以同时测量多个波长的光，从而提高测试效率。

当测量光波波长时，需要考虑一些因素。

首先，必须确保透射光栅的精度和可重复性。

其次，必须保证测量环境光线的光谱和波长质量。

这通常需要在实验室内进行，以避免外部光照干扰。

最后，还需要根据要测量光的波长选择正确的透射光栅。

不同光波需要不同的光栅，以充分发挥其分光和分光效果。

如果使用不正确的透射光栅，测量结果可能会产生偏差。

总之，透射光栅是一种非常有用的工具，在测量光波的波长时得到广泛应用。

通过合理地选择透射光栅和测量设备，可以实现高精度和可重复的光波波长测量。

光栅特性及测定光波波长-实验报告

I. 调节光栅平面（即刻痕所在平面）与平行光管垂直：在调好望远镜后，将光栅放置在载物台上，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，知道从光栅平面反射回来的亮“＋”字像与分划板中心垂直线重合，使光栅平面与平行光管光轴垂直。
II. 调节光栅使其刻痕与仪器转轴平行：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，±2，…级谱线分别位于 0 级谱线两侧。调节各条谱线中点与分划板缘心重合，即使两边光谱等高。调好后，再返回检查光栅平面是否与平行光管光轴垂直。，若有改变，则要反复调节，知道两个条件均能满足。 2. 测定光栅常数（绿光的±1 级谱线）
+1 级
-1 级
Δϕ
246°12’ 276°32’ 15°10’
ϕ
15°11’
15°10’ 210°59’ 241°23’ 15°12’ 15°11’
15°15’ 218°34’ 248°53’ 15°10’ 15°13’
15°12’
15°11’ 15°12’
（2）黄 1：
第一次第二次第三次平均
Δϕ
19°9’
+1 级
-1 级
Δϕ
186°11’ 224°28’ 19°9’
第二次 22°15’
60°30’
19°8’ 202°15“ 240°30’ 19°8’
第三次 35°46’
74°2’
19°8’ 215°50’ 254°5’ 19°8’
平均
19°8’
19°8’
δΔϕ
左
=
�0.00022
+
e2 3
左游标读数
+1 级
-1 级
25°58’

光栅测光波波长实验报告数据

光栅测光波波长实验报告数据实验目的：本次实验的主要目的是通过使用光栅仪器来测量不同光波长的光线，以便于更好地了解光波的性质和特点。

实验原理：光栅是一种具有很高分辨率的光学仪器。

它通过将入射光线分成不同的光谱线，从而使得我们能够更准确地测量不同波长的光线。

光栅的原理基于菲涅尔衍射理论，即通过光的衍射现象来实现对不同波长的光线的测量。

实验步骤：1. 首先，我们需要将光栅放置在光源的前面，然后打开光源并调节到合适的亮度。

2. 然后，我们需要调整光栅的位置和角度，以便于获得尽可能多的光谱线。

3. 接下来，我们需要使用光电探测器来测量不同波长的光线，并记录每个光线的位置和强度。

4. 最后，我们需要使用公式来计算每个光线的波长，并将结果进行记录。

实验结果：在本次实验中，我们测量了五个不同波长的光线，分别是630nm、589nm、546nm、435nm和405nm。

通过对实验数据的分析，我们得出了每个光线的波长，如下所示：630nm：1.92×10^-6m589nm：1.70×10^-6m546nm：1.57×10^-6m435nm：1.27×10^-6m405nm：1.16×10^-6m其中，波长的计算使用了公式：λ=d(sinθ±sinφ)，其中，λ表示波长，d表示光栅常数，θ表示入射光线的角度，φ表示衍射光线的角度。

实验结论：通过本次实验，我们成功地使用光栅测量了不同波长的光线，并计算出了每个光线的波长。

实验结果表明，不同波长的光线在光栅上的位置和强度是不同的，这说明了光波的性质和特点。

此外，本次实验也证明了光栅是一种非常高效和准确的光学测量仪器，可以用于测量不同波长的光线。

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。

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。

用光栅测量波长实验方法

用光栅测量波长实验方法
光栅测量波长是一种常见的实验方法，下面是一个简单的实验流程：
材料:
- 光源，例如激光器或白炽灯
- 光栅，栅常d已知
- 光屏或光电探测器
- 透镜
- 支架和调试工具
步骤:
1. 将光源放置在合适的位置，并将光栅放置在适当的位置。

确保光源直接照射到光栅上。

2. 在光栅后方放置一个透镜，以使细致的光条尽可能好地落在光屏或光电探测器上。

3. 调整光栅和透镜的位置，使光栅垂直于光源的光。

同时调整透镜的位置，使透过透镜的光条清晰而明亮，尽可能完整地覆盖整个光屏或光电探测器。

4. 当光通过光栅时，会被分成不同的波长，形成衍射条纹。

找到其中一个衍射条纹，并通过调整透镜的位置和角度使其尽可能地清晰和明亮。

5. 测量两个相邻衍射条纹的间隔，即相邻波长差。

用已知的栅常d除以相邻波长差，可以得到波长的近似值。

6. 重复步骤4和步骤5，以获得更多的波长测量值，并计算其平均值，以提高
精确度。

注意事项:
- 调整光栅和透镜的位置和角度时要小心，以避免光线未正确聚焦或光栅与光源之间发生碰撞。

- 注意测量时环境的光线干扰。

最好在较暗的环境中进行实验。

- 在实验之前，可以先了解光栅的特性以及如何测量波长的公式，以更好地理解实验的原理和方法。

光栅衍射法测定光波长

( k
,
' k
)
。
2、把分光计的望远镜分别对准 k 级的衍
射条纹，测量出 k 级衍射条纹方位对
应的读数(

k
,
' k
)
。
3、不改变光栅的位置，重复测量数据8次。
4、按照下列公式计算衍射角。

1 4
|
(k
k
)

(k'

' k
)
|
四、计算光波长λ
将测量出来的衍射角Φ 的值，光栅常数d，衍射级别k的值代入下式： dsinφ=kλ(k=0, ±1, ±2, …) （1）即可得到被测光线的波长λ 。
实验名称：
光栅衍射法测定光波长
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。
实验原理及背景知识介绍：
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，分为透射光栅和反射光栅两种。本实验中用的是平面透射光栅。
三．测定衍射角Φ
三．计算光波长λ
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。
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）。

预习报告：光栅衍射测波长

预习报告：光栅衍射测波长一：实验内容1.由已知波长测定光栅常数；2.测定一种光源在可见光范围内的几条光谱线波长，并与公认值比较以确定发光物质。

二：实验原理1.光栅简介光栅是根据多缝干涉原理制成、将复色光分解成光谱的重要分光元件。

依照其结构不同。

可分为平面光栅、阶梯光栅和凹面光栅等几种。

依照其基质材料不同分为透射光栅和反射光栅两类。

它们都相当于一组数目很多、排列紧密、分布均匀的平面狭缝。

相邻两狭缝对应点之间的距离d=狭缝宽度（a）+刻痕宽度（b）,称为光栅常数。

2.光栅公式当单色平行光垂直入射到光栅上时，在每一个狭缝发生衍射而想各个方向传播。

这些光是相干的，用透镜会聚后叠加，在焦平面上形成被相当宽的暗区隔开、细锐明亮的各级明纹。

光栅上相邻两缝发出的光（衍射角为φ的光）会聚到屏幕上时的光程差为δ=dsin φ在此点发生相长干涉产生明纹的条件是sinφ=k(k=0,±1，±2，……)式中，k为主极大的级次；d为光栅常数；为入射光的波长；表示波长为的第k级衍射光谱的衍射角。

因为光栅有N条缝，各缝的a、b都相同，故满足上述两缝发生相长干涉的φ角同时也能使所有的缝都发生相长干涉。

N束光干涉与双光束干涉，明纹的位置相同，其不同点在于双光束干涉明纹与暗纹宽度相同，而多束干涉明纹的宽度远小于暗纹宽度。

所以与双缝相比，光栅所形成的明条纹极其细锐和明亮。

用分光仪可以观察到各种波长的光栅衍射光谱，并可以测出与k级明纹对应的衍射角。

若已知光栅常数d，可求出入射光的波长。

三. 实验仪器分光仪、衍射光栅、钠光灯、被侧光源。

四．实验步骤1.首先将平面镜（此处直接用光栅玻片代替）直立与载物台上按自准法检定并调整分光仪处在基准状态。

2. 2.在望远镜正对狭缝像处，进一步调整狭缝宽度适当，使像细亮且同叉丝竖线重合、上下位置居中，则望远镜与平行光管共轴，固定望远镜。

3. 3.将光栅直立于载物台上，处于平行光管和望远镜中间，转动载物台并微调载物台螺钉使光栅处在同平行光管相垂直位置，此时狭缝像、望远镜自准反射亮十字像同叉丝竖线完全重合，将载物台和光栅固定。

透射光栅测波长讲

目镜调焦
物镜调焦
物镜调焦紧固螺钉
调焦紧固螺钉
平行光管调焦
度盘
望远镜倾斜调节
平行光管倾斜调节
望远镜水平微动
载物台调节
望远镜紧固载物台游标盘紧固
游标 (共二个)
望远镜和度盘之间紧固
【实验装置调节】
1．分光计的调节
按分光计要求调节好分光计（载物台与望远镜光轴垂直）；调节准直管，从望远镜能看到竖直清晰的细亮线。
f
若在栅面上每毫米刻划1000条光缝，则 d=0.001mm。
【实验目的】 1．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数、光波波长。
【实验原理】
L1
光栅
P
P0
L2
光栅方数是第 k 级明条纹的衍射角
附：分光计的读数方法
游标窗口
游标盘主刻度盘
233º13΄
k 0 时,对于任何， 0—中央明条纹
k 0 时，不同，不同—复色光被分解
在本实验中，所用的光源为汞灯，其衍射谱线如下图:
-2
-1
0
1
2
dsin = kλ （ k=0,±1, ±2,…）（1）
[实验仪器]
❖ 分光计一台（如图）、待测波长光源(汞光灯)一个、光栅常数已知 (d=1/300mm) 的光栅一块.
谱线
（1）衍射角位置读数
角＋1级度
－1级
绿线 Ⅰ
Ⅱ
黄线1 Ⅰ
Ⅱ
黄线2 Ⅰ
Ⅱ
0级亮 Ⅰ 线Ⅱ
（2）衍射角位置读数
角＋1级度
－1级
（3）衍射角位置读数
角度＋1级－1级

光栅测定光波波长

1.1用透射光栅测定光波波长用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹，其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线（546.07nm λ=），钠光谱中的二黄线（1589.592D nm λ=，2588.995D nm λ=）。

若d 为光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长，k 为光谱级数（0,1,2k =±± ），则产生衍射亮条纹的条件为：sin d k θλ= （光栅方程）（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 d λθ=（2）测量未知波长已知光栅常数d ，测量钠灯光谱中的二黄线波长1D λ和2D λ。

测量公式： sin d kθλ=（3）测量透射光栅的角色散已知钠光谱中的二黄线的波长差λ∆，测出钠光谱中的二黄线的衍射角，求光栅的角色散D 。

测量公式： D θλ∆=∆1.2分光计测量光波波长当一束平行光垂直入射到光栅上，产生一组明暗相间的衍射条纹，原理如图 9— 1所时，其夫朗和费衍射主极大由下式决定：λm d =Φsin式中：d ：光栅常数 d = a + bΦ：衍射角m ：主极大级次 m = 0 ，±1， ±2此式称光栅方程由（9 — 1）式得：md Φ=sin λ由此可以看出：只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。

1.3牛顿环测量钠光灯谱线的波长根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk 与入射光的波长λ和透镜球面的曲率半径R 之间的关系是()21λkR r k=式中，k 为正整数0，1，…，k ，称为环的级数。

由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk ，就可算出透镜球面的曲率半径R;若已知R ，测出rk ，就可算出产生牛顿环的光波波长λ。

钠光灯谱线的波长为：()()Rn m D D n m--=422λ1.4用迈克尔逊干涉仪测激光波长1、光程：折射率与路程的乘积，nr =∆2、分振幅干涉：波面的个不同部分作为发射次波的光源，次波本身分成两部分，做不同的光程，重新叠加并发生干涉。

透射光栅测波长讲

实验注意事项与安全
05
规范
实验前准备工作提示
熟悉实验原理
01
了解透射光栅测波长的基本原理和光路设置，明确实验目的和
步骤。
检查实验器材
02
确保所有实验器材，如光源、光栅、光谱仪等，完好无损且性
能良好。
调整实验环境
03
确保实验室环境安静、整洁，避免外界干扰对实验结果的影响。
操作过程中安全规范遵守
使用安全眼镜
在实验过程中，始终佩戴安全眼镜，以防止意外飞溅或激光对眼睛造成伤害。
注意激光安全
避免直接照射激光到人体或易燃物品上，确保激光器的安全使用。
谨慎操作实验器材
轻拿轻放实验器材，避免损坏或造成意外伤害。
实验后清理和保养工作指导
清理实验现场
实验结束后，及时清理实验现场，将实验器材归位，保持实验室整洁。
透射光栅测波长讲
contents
目录
• 透射光栅基本原理 • 测量方法与步骤 • 实验结果分析 • 透射光栅应用领域 • 实验注意事项与安全规范 • 总结回顾与展望未来发展趋势
透射光栅基本原理
01
光栅定义及作用
光栅定义
光栅是一种具有周期性空间结构的光学元件，由大量等间距的平行刻线构成。
光栅作用
透射光栅可用于测量光学表面的反射特性，如反射系数、反射光谱等。
其他领域拓展应用
激光技术
透射光栅在激光技术中可用于激光束的调制、分束和合束等操作，实现激光的多种功能应用。
光纤通信
透射光栅可用于光纤通信中的波长选择、复用和解复用等操作，提高光纤通信系统的传输效率和性能。
光学信息处理
透射光栅在光学信息处理中可用于实现光学图像的变换、滤波和增强等操作，提高图像质量和识别率。

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■；反之，当某特征光的波长■为已知时，就可以求出光栅常量d。

这样就为我们进行光谱分析提供了方便而快捷的方法。

式(B5-1)的推导十分简单，因为dsinr就是相邻两狭缝光的光程差，光程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。

如何利用光栅测量波长

如何利用光栅测量波长
光栅是一种常用的测量波长的工具，它可以将入射光分解成不同的波长成分，并根据它们在光栅上的衍射现象来测量波长。

下面是利用光栅测量波长的步骤：
1. 确定实验条件：选择适当的光源和光栅。

光源可以是白光灯或单色激光器，而光栅则应具有适当的线数和线间距。

2. 设置实验装置：将光源放置在光栅的一侧，并调整光源和光栅之间的距离，以保证入射光正常射入光栅。

3. 观察衍射图样：在合适的条件下，观察光栅上的衍射图样。

可以使用一个屏幕或检测仪器来观察衍射图样。

4. 测量波长：根据衍射图样，找到对应的衍射角和衍射级别。

根据光栅的特性，可以使用衍射公式来计算入射光的波长。

衍射公式：nλ= d·sin(θ)
其中，n为衍射级别（正整数），λ为波长，d为光栅线间距，θ为衍射角。

通过测量不同衍射级别对应的衍射角，并带入衍射公式，可以得到不同波长的光的衍射现象，从而测量波长。

需要注意的是，光栅测量波长的精度受到光栅线数和线间距的限制，以及实验设置的精确程度的影响。

因此，在进行测量时要尽可能精确地调整实验条件，以获得准确的波长测量结果。

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：

光栅测波长实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除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。

如果入射光垂直入射到光栅上，即i=0，则（1）式变成：图1光栅的衍射式中，?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，dsin?m?m?（2）这里，m=0，±1，±2，±3，…，m为衍射级次，?m第m级谱线的衍射角。

图2衍射光谱的偏向角示意图图3光栅衍射光谱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d?sin??sini??m?（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）显然，△随入射角i而变，不难证明??i时△为一极小值，记作?，称为最小偏向角。

用光栅测量光的波长

用光栅测量光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。

采用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。

光在传播过程中的衍射、散射等物理现象以及光的反射和折射等都与角度有关，一些光学量如折射率、波长、衍射条纹的极大和极小位置等都可以通过测量有关的角度去确定。

在光学技术中，精确测量光线偏折的角度具有十分重要的意义。

分光计是一种用于角度精确测量的典型光学仪器，常用来测量光波波长、折射率、色散率、观测光谱等。

由于该装置比较精密，操纵控制部分多而复杂，故使用时一定要严格按要求进行。

特别是对于初学者，往往会感到有一些困难。

但只要在调整、实验过程中，明确调节要求，注意观察现象，并努力运用已有的理论知识去分析、指导操作，一般是能够较好掌握的。

分光计的调整思想、方法与技巧，在光学仪器中有一定的代表性，学会它的调节和使用方法，有助于掌握操作更为复杂的光学仪器。

本实验使用的主要仪器有分光计和测量显微镜，分别测量光栅衍射角和光栅常数，重点训练的方法与技能有：（1）分光计的调节方法，包括望远镜目镜调节和调焦、平行光管的调节等。

（2）分光计角游标的原理和读数方法。

（3）测量显微镜的调节和使用方法。

这是一个基础性物理光学实验。

实验过程中注意体会由粗调到细调、按规律调整精密光学仪器的思想和方法、消除分光计偏心差的方法、消除视差的方法以及消除螺距差的方法。

分光计的使用和调节有一定的难度，也是本实验的重点和难点，数据处理难度不大，适合于物理、机械、计算机、自动化等众多理工科专业的学生选做，难度系数为：1.10。

实验具体内容与要求1、分光计的调节在进行调整前，应先熟悉分光计中下列螺丝的位置：（1）目镜调焦手轮（看清分划板刻线）；（2）望远镜调焦（看清物体）手轮（或螺钉）；（3）调节望远镜水平螺钉；（4）控制望远镜（连同刻度盘）转动的螺丝；（5）调整载物台水平状态的三个螺丝；（6）控制载物台转动的制动螺钉；（7）调整平行光管狭缝宽度的螺丝；（8）调整平行光管水平的螺丝；（9）平行光管调焦的狭缝套筒制动螺丝。

用透射光栅测定光波波长

讲完谢毕，谢感大谢聆家听
再见！金山软件有限公司演讲调节好（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
b b ，物平台台下，方看两到个由调光节栅螺反丝射的1 “和小b 3 十中字垂叉面丝上”。像左，右调转节动1 载b或物3
使小十字叉丝和分划板上的调整用叉丝中心重合，此时光栅面已垂直于入射光。
将望远镜隔着光栅对准准直管，使零级光谱和分划板中
b 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叉
丝中心重合。
2
b2
二．用低压汞灯照亮准直管的狭缝。转动望远镜观察光谱，若零级谱线两侧的光谱线相对于分划板中间的水平线高低不等时，调节载物平台下方的另一个螺丝，使零级谱线两旁的谱线等高。由于调节螺丝会使小十字叉丝像偏离调整用叉丝中心，所以要反复进行（1）（2）两步操作，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。
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透射光栅测定光波波长
大学物理实验演讲人姓名
物电学院普物教研室
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实验目的】
1、进一步巩固分光计的调节与使用技巧；
演2讲人、姓名利用光栅测定光栅常量、光波波长。
分光计、平面透射光栅、低压汞灯、平面镜等。
【实验仪器】
【实验原理】
光栅方程为：
是光学色散元件，为一组数目极多的等宽、等间距平行排列的狭缝。
光栅：
d sk i n k (k 0 ,1 ,2 )
分光原理如右图所示：
谱线特点：

用光栅测量光波波长

用光栅测量光波波长光栅是在一块透明板上刻有大量平行刻痕的光学元件，在每条刻痕处，光会向各个方向散射，光只能从刻痕间狭缝中通过。

因此，可以把光栅看成一组数目很多、排列紧密、均匀而又平行的狭缝，这种根据多缝衍射原理制成的衍射光栅，能产生间距较宽的匀排光谱，从而将复色光分解成光谱，是一种重要的分光元件，可广泛应用于物质光谱分析、计量、光通讯信息处理等方面。

光栅产生的谱线亮度虽比棱镜光谱要小，但谱线间距较宽，因此，它的分辨本领比棱镜高。

光栅分为投射式和反射式两类，在结构上又分为平面光栅、阶梯光栅和凹面光栅几种。

本实验用的是透射式平面全息光栅。

一、实验目的1.进一步熟悉分光计的调整和使用2.观察光栅衍射光谱，测量汞灯谱线波长。

二、仪器用具分光计、光栅、汞灯、平行平面镜。

三、实验原理当一束平行光照射在光栅上时，光栅中每条狭缝都将产生衍射，透过各个狭缝的光波间还要发生干涉，所以光栅衍射条纹是两者效果的总和。

当一束平行光与光栅法线i入射于光栅平面上时产生衍射，如图2-112所示。

设衍射光线与光栅表面法线所夹的衍射角为θ，该方向上的平行衍射光线用透镜会聚起来，当相互干涉使光振动加强时，则在F点产生一亮线，其光程差必等于入射波长λ的整数倍。

即θ=++k=BDCBλdik=,0,1,2±))1(±sin(sin式中λ为单色光波长，k是亮条纹级数，衍射光线在光栅平面法线左侧时，θ为正值，在法线右侧时，θ为负值（见图2-112），式（1）称为光栅方程。

为了方便通常都是在平行光垂直入射的情况下来进行实验的，此时I=0，光栅方程变为θ=k=dλ±k,2±)2(,0,1sin式中 d = a+b，称为光栅常数，a为透光部分宽度，b为不透光部分宽度，k为亮线级数。

如果入射光是复色光，则由式（2）可知，波长λ不同，衍射角θ也不同（k=0级除外），于是复色光被分解，在透镜焦平面上，就会形成在中央亮线两侧对称分布着的各级彩色亮线，成为光栅光谱。