光栅衍射实验实验报告
光栅衍射实验报告
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。
2、学会使用分光计测量光栅常数。
3、观察光栅衍射现象，研究衍射条纹的特点。
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，由于各狭缝衍射的光之间存在干涉，所以在屏幕上会形成明暗相间的衍射条纹。
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、实验仪器分光计、光栅、汞灯、平面反射镜等。
四、实验步骤1、调整分光计粗调：使望远镜、平行光管和载物台大致水平。
细调：通过调节望远镜目镜和物镜，使分划板清晰；调整望远镜与平行光管共轴；使载物台平面与分光计中心轴垂直。
2、放置光栅将光栅放在载物台上，使光栅平面与入射光垂直。
3、观察衍射条纹打开汞灯，通过望远镜观察光栅衍射条纹。
4、测量衍射角找到中央明纹两侧的一级、二级等明纹，分别测量其衍射角。
5、数据记录与处理五、实验数据记录与处理｜衍射级数＄k$ ｜衍射角＄＼theta$（左）｜衍射角＄＼theta$（右）｜平均衍射角＄＼bar{＼theta}＄｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜＄10°20'＄｜＄190°20'＄｜＄10°20'＄｜｜ 2 ｜＄21°30'＄｜＄201°30'＄｜＄21°30'＄｜已知汞灯绿光波长＄＼lambda ＝ 5461nm$，根据光栅衍射方程＄d\sin\theta ＝ k\lambda$，计算光栅常数＄d$。
对于一级衍射，＄d\sin10°20' ＝ 1\times5461nm$，解得＄d ＝302×10^｛－6}m$。
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。
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。
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。
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。
光栅衍射实验报告
光栅衍射实验报告引言光栅衍射是一种重要的光学现象，通过光栅衍射实验可以深入了解其特性和原理。
本次实验旨在通过观察和分析光栅衍射的现象，研究光的波动性。
实验设备与方法实验中使用的设备包括光源（如激光光源）、光栅和屏幕。
首先，将光源置于一定距离外, 并将光栅放置在光源和屏幕之间。
然后，在屏幕上观察到光栅产生的衍射图样。
实验结果与分析当光源照射到光栅上时，光栅会起到一个光阻挡或光透射的作用。
光通过光栅后，会发生衍射现象，形成一组干涉条纹，这些条纹是由于光波的干涉所形成的。
我们可以观察到在屏幕上形成的交替明暗条纹，称之为衍射条纹。
衍射条纹的特点是明暗交替有序，而且在中央最亮，两侧逐渐变暗。
这是由于光栅的排列形式决定的。
光栅上的刻痕间距越小，衍射现象就越明显。
在观察衍射条纹时，我们发现条纹间距并非均匀的。
这是由于光栅的刻痕间距不一致所造成的。
这种现象被称为光栅的倾斜效应。
通过观察不同角度下的衍射图案，可以进一步分析光栅的倾斜角度和刻痕的间距。
实验中，我们还发现了衍射角和衍射距离的关系。
当屏幕距离光栅一定距离时，移动观察点会导致衍射条纹的位置改变。
通过测量观察点的移动距离和最亮条纹的位置，可以计算出衍射角。
我们可以利用这个关系来研究光栅的特性和进行测量。
实验进一步加深了我们对光的波动性的理解。
光栅衍射实验揭示了光波传播中的干涉现象，证明了光既有粒子性又有波动性。
通过观察和分析光栅衍射现象，我们可以了解到光波在通过光栅时发生的波动性干涉现象，这对于深入研究光学现象和应用具有重要意义。
结论通过光栅衍射实验，我们深入了解了光的波动性和光栅的特性。
实验结果表明，光栅衍射现象是光学中一种重要的干涉现象。
观察和分析衍射条纹可以揭示光的波动性和光栅的特性。
通过测量衍射角和衍射距离的关系，我们可以研究光栅的倾斜角度和刻痕间距。
光栅衍射实验对于进一步研究光学现象和应用具有重要意义。
总结光栅衍射实验通过观察光栅衍射现象，揭示了光的波动性和干涉现象。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告衍射光栅实验报告一、实验目的1.了解衍射光栅的基本原理及特点2.掌握判读衍射光栅光谱的方法3.了解CD、DVD等信息光盘的读取原理二、实验原理1.衍射光栅原理衍射光栅是一种通过利用光的衍射原理来实现分光的光学元件，它将出射光束分离成几条相互平行的光路，这种光路被称为衍射光谱，由此可得到光的频谱结构。
当光通过一个细缝时，由于光的波动特性，将沿多个方向发射，呈辐射状。
当出射的光线与其他辐射状的光线相遇时，形成了一种交织的、条纹状的光强分布状态，称为衍射。
在这些交织的光线中，有一部分光线会处于同相干状态，这种状态就是一个有序的、有规律的光强分布状态，称为干涉。
衍射光栅结构是通过在一块透明基板上刻制几条平行的刻痕，以便衍生出不同频率和波长的光，这些光呈现出明显的痕迹。
2.CD、DVD读取原理CD（Compact Disc）是一种存在于数字时代的数字光盘。
CD的读取是用激光器从光盘上读出图像信息，这种光线是被反射回传送到激光探测仪中的。
读取CD上的编码信号就是通过收集这些识别码流来实现的。
激光束的直径被限制在0.6-1.0微米的范围内，在这个范围内的尺寸可以达到小于图中的数字。
CD盘上的两道螺旋状的轨道可以覆盖音乐录音带长度的录音。
通过增加激光探测仪的扫描频率，可以将CD盘上的信息移动到播放器中，让它能够播放CD上的信息。
同样地，DVD（Digital Versatile Disk）也是一种数字光盘，是CD的升级版本。
DVD可以存储更多的信息，从而提高数据储存的速度和精度。
DVD光碟在制作过程中也使用了激光束，DVD盘的数据信息是通过摆动激光的方式，读取DVD光盘上的编码信息来快速读取的。
三、实验步骤1.准备实验装置，将光学器材进行组合，将用于实验的器材稳定放置在台子上。
2.将测试样品放置在实验台面上，插上线材，并将光度计固定。
3.打开干涉腔的电源，观察干涉波纹制作，调整电源并确保干涉波纹正确生成。
光栅衍射实验报告2篇
光栅衍射实验报告2篇第一篇：光栅衍射实验报告一、实验目的1.了解光栅的基本原理和基础知识；2.学习使用光栅进行衍射测量实验；3.观察衍射图案，研究光栅线数、孔径大小与衍射现象的关系。
二、实验原理光栅是一种具有大量平行排列的狭缝的透光器件，如图1所示。
当光从光栅上方照射时，一部分光从缝孔中穿过后，经过衍射和干涉作用，投射到屏幕上，形成一系列亮暗条纹，叫做光栅的衍射色散谱。
图1 光栅原理和结构示意图光栅的强度分布和衍射强度分布有密切关系，其公式为：I = I0 (sin β / β)2 (sin Nα / sin α)2其中 I 为衍射光强度， I0 为入射光强度，β 为光栅的透明度，β0 为光栅的不透明度， N为衍射级数，Nλ=d sinθ， d 为光栅缝孔间距，θ为衍射角度，α 为α +β = φ / 2，φ 为出射角度。
实验中，我们需要观察光栅表面处有多少条平行排列的缝孔数量，并测量每个缝孔的尺寸。
此外，还需要测量衍射色散谱中最亮的几条谱线的角度，并计算出衍射级数和波长λ。
三、实验步骤1.将光源置于光栅正上方，让光射入光栅缝孔中，经过衍射后在屏幕上形成条纹图案；2.用微距目镜观察光栅上的缝孔及间距，并测量缝孔的尺寸；3.将屏幕置于光栅下方，使其与光栅进一步靠近，并选择一条清晰的谱线测量该谱线与光栅法线的夹角，并记录下来；4.测量其他谱线的夹角，并计算出衍射级数和波长λ。
四、实验结果与分析1.缝孔尺寸与光栅衍射色散谱的关系根据实验结果，我们可以发现，缝孔尺寸与光栅的衍射色散谱是密切相关的。
当缝孔尺寸增大时，衍射图案变得模糊，且亮度变弱；当缝孔尺寸减小时，色散谱变得更为清晰，且亮度更强。
2.光栅线数与衍射现象的关系我们还发现，在相同缝孔尺寸的情况下，光栅线数越高，衍射图案的亮度越强；反之，光栅线数越低，则衍射图案的亮度越弱。
3.衍射级数与波长的关系根据实验数据的测量结果，我们可以得出较好的结果，衍射级数与波长的关系可表示为Nλ=d sinθ，当缝孔距离一定时，由a sinθ = nλ较易得到λ；对于衍射级数较高的谱线来说，λ的误差会较大，应将其作为参考值。
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。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告光栅衍射实验报告篇一:光栅衍射实验实验报告工一、核11 李敏2011011693 实验台号19光栅衍射实验实验目的(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?。
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CA?AD必等于波长?的整数倍，即d?sin??sini??m?(1)m为衍射光谱的级次，0,?1,?2,?3?.由这个方程，知道了d,?,i,?中的三个量，可以推出另外一个。
若光线为正入射，i?0，则上式变为dsin?m?m?(2)其中?m为第m级谱线的衍射角。
据此，可用分光计测出衍射角?m，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(本文来自: 博旭范文网:光栅衍射实验报告)加号，即d sin??+sin??=。
以Δ=φ+ι为偏向角，则由三角形公式得2d sin2cosΔ2=mλ(3)易得，当=0时，?最小，记为δ，则(2.2.1)变为2dsin2m,m0,1,2,3,(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。
(2)水银灯在使用过程中不要频繁启闭，否则会降低其寿命。
衍射光栅_实验报告同济
一、实验目的1. 了解衍射光栅的原理和制作方法。
2. 掌握衍射光栅的光谱分析能力。
3. 通过实验，验证衍射光栅的衍射特性，并测量其衍射级数和衍射角度。
二、实验原理衍射光栅是一种利用光的衍射现象实现光谱分析的光学元件。
当一束光通过衍射光栅时，会发生衍射现象，形成一系列等间距的亮条纹，称为衍射光谱。
根据衍射光栅的原理，衍射角θ与入射角α、衍射级数m和光栅常数d之间满足以下关系：\[ d \sin \theta = m \lambda \]其中，d为光栅常数，λ为光的波长，m为衍射级数。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：衍射光栅装置、激光器、光栅读数显微镜、平板电脑、数据采集卡、光栅常数标准板。
2. 实验材料：光栅常数已知的标准板、待测光栅。
四、实验步骤1. 将衍射光栅装置安装好，调整激光器，使其垂直照射到衍射光栅上。
2. 调整光栅读数显微镜，使其对准衍射光谱的零级衍射条纹。
3. 记录衍射光谱的零级衍射条纹的位置。
4. 逐步改变光栅常数，记录衍射光谱各级衍射条纹的位置。
5. 利用平板电脑和数据采集卡，对衍射光谱进行数据采集和存储。
6. 根据实验数据，计算衍射级数和衍射角度。
7. 对比实验数据与理论计算值，分析误差来源。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们得到了衍射光栅各级衍射条纹的位置，并计算出相应的衍射级数和衍射角度。
2. 将实验数据与理论计算值进行对比，发现两者基本吻合，说明衍射光栅的衍射特性符合理论预期。
3. 在实验过程中，我们发现以下因素可能对实验结果产生影响：（1）光栅常数测量误差；（2）光束的偏振效应；（3）环境温度和湿度对衍射光谱的影响；（4）衍射光栅的制造质量。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了衍射光栅的原理和制作方法，了解了衍射光栅在光谱分析中的应用。
2. 实验结果表明，衍射光栅的衍射特性符合理论预期，实验数据与理论计算值基本吻合。
3. 在实验过程中，我们发现了影响实验结果的因素，为今后类似实验提供了参考。
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。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告实验日期：2023年5月23日周二上午实验题目：衍射光栅一、实验目的1.了解光栅的分光特性2.测量光栅常量二、实验原理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在光栅上，透镜L2将与光栅法线成θ角的光会聚在焦平面的P点。
光栅在θ方向上有主干涉极大的条件为(a + b) sin θ= k*λ将光栅常量记为d = a + bsin(θ++θ-)/2=kλ/d角色散：dθ/dλ=k/(dcosθ)三．实验仪器分光仪，平面透射光栅，平面反射镜，低压汞灯四、实验步骤3.调节分光仪；4. 调节光栅；（1） 平行光垂直照射在光栅表面（2） 光栅的刻痕垂直于刻度盘平面，即与仪器转轴平行 （3） 狭缝与光栅刻痕平行由于基片玻璃两个表面之间的夹角不知道，同时也无法利用光栅方程。
为解决这一问题，在斜入射的情况下，实验时光栅法线两侧同一级光谱的衍射角分别为sin sin sin sin k dk d λϕθλϕθ-+-⎧-=⎪⎪⎨⎪+=⎪⎩两式相减，考虑到θθϕ+--=，有sincos22k dθθϕλ+--=当ϕ很小，cos12ϕ≈，所以sin2k dθθλ+-+=只要测量正负级谱线之间的夹角即可。
5. 测量汞绿线（546.1nm ）±1、±2级谱线夹角，求光栅常数d ；由于游标与刻度盘有各自不同的转轴，这样的仪器在制作和装配的过程中，游标的中心和游标盘的中心有可能不在同一点。
为消除偏心差，通过两个游标测量角度，几何上可证明'+=2ββα6. 测定汞光谱两条黄线波长；7. 求汞黄线处角色散 五、数据处理波长/nm 级数 衍射角位置角度 θ++θ- 无偏心角角度 θ++θ- 衍射角θ 光栅常数d游标号 +k 级-k 级 546.1 1 1 72°11′ 91°02′ 18°51′ 18°51′9°25′ 3336.3nm2252°15′ 271°05′ 18°50′ 546.1 2 1 62°30′ 100°45′ 38°15′ 38°15′ 19°08′ 3333.6nm2242°31′280°46′38°15′2.测定汞光谱中两条黄线的波长：第二条黄线定值误差为0.07%角色散'5600.04/2.1 2.1D nmnm nmϕ∆÷===度六、思考题实验中如果没按要求将光栅放置在仪器转轴位置，即仪器的转轴没有通过光栅平面时，对测量衍射角有影响吗？如有影响应采取什么方法解决？答：有影响。
光衍射光栅实验报告
一、实验目的1. 熟悉分光计的调整和使用方法。
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. 加深对光栅衍射公式及其成立条件理解。
4. 掌握光栅光谱的特点及其应用。
二、实验原理光栅是由一组数目众多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝（或刻痕）构成的光学元件。
光栅利用多缝衍射原理使光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，从而在暗背景上形成暗条纹宽、明条纹细的衍射光谱图样。
光栅常数（d）是光栅基本常数之一，表示相邻两狭缝上相应两点之间的距离。
光栅常数的倒数称为光栅密度，即光栅的单位长度上的条纹数。
当一束单色光垂直照射到光栅上时，根据夫琅和费衍射理论，在各狭缝处将发生衍射，所有衍射之间又发生干涉，从而在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。
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. 移动平台5. 光电探测器6. 计算器四、实验步骤1. 将分光计调整至水平，并将光栅固定在分光计的载物台上。
2. 打开低压汞灯，调整光源位置，使其垂直照射到光栅上。
3. 调整分光计，使光束垂直照射到光栅上。
4. 移动平台，使光电探测器接收到的光强最大。
5. 记录光电探测器接收到的光强随角度变化的数据。
6. 根据光栅衍射公式，计算光波波长和光栅常数。
五、实验结果与分析1. 光波波长：通过实验数据计算得到光波波长为λ = 546.1 nm。
2. 光栅常数：通过实验数据计算得到光栅常数d = 0.546 nm。
3. 光栅光谱特点：光栅光谱具有如下特点：a. 光栅常数d越小，色散率越大。
b. 高级数的光谱比低级数的光谱有较大的色散率。
c. 衍射角很小时，色散率D可看成常数，此时，λ与d成正比，故光栅光谱称为匀排光谱。
六、实验结论1. 通过本实验，我们掌握了分光计的调整和使用方法。
2. 加深了对光栅衍射公式及其成立条件的理解。
3. 掌握了利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法。
4. 熟悉了光栅光谱的特点及其应用。
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光栅衍射实验实验报告
、
光栅衍射实验实验目的
(1)进一步熟悉分光计的调整与使用；
工物系核11李敏2011011693实验台号19
(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
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CA AD必等于波长的整数倍，即
d sin sini m
(1)。
从B点引两条垂
m为衍射光谱的级次，0
，1, 2, 3 .由这个方程，知道了d, ,i,中的三个量，可以推出另外一个。
若光线为正入射，i 0，则上式变为
d sin
其中m为第m级谱线的衍射角。
据此, 可用分光计测出衍射角m，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??+ sin ??二????以△二© +
为偏向角，则由二角形公式得
△??-??
2d (sin ^cos-p) = m入
易得，当？?- ?= 0时，最小，记为则(221)变
(3)
2dsin m ,m 0, 1, 2, 3,
2(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X)
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。
(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。
(3)测定i=15°寸的水银灯光谱中波长较短的黄线的波长
（4）用最小偏向角法测定波长较长的黄线的波长。
（选作）
五、
实验数据记录与处理
1. i=0时，测定光栅常数和光波波长
2.i= 15 °寸，测量波长较短的黄线的波长
光栅编号：
；光栅平面法线方位？??尸 __________ ; ????=
光栅编号:
； 仪= ;入射光方位 10
=
； 20 =
O
五、数据记录
见附页
六、数据处理
6.1 d和不确定度的推导(1) d的不确定度
sin
(2) 的不确定度
d sin m / m
In In d In (sin m) In m
是m大时光谱级次高，谱线难以观察。
所以要各方面要综合考虑。
而对的测量，也是m越大不确定度越小。
综上，在可以看清谱线的情况下，应该尽量选择级次高的光谱观察，以减小误差。
6.2求绿线的d和并计算不确定度
1) 二级光谱下:
，代入数据m=19° 2'可得d 3349.1 nm ln d In m In sin
ln d
m
COs m
1
sin m tan m
In d)2(
m)2
d
d
m
Ind
m
m
tan m
In COS m _1 sin m
tan
由以上推导可知，测量d时，在m—定的情况下, m越大d的偏差越小。
但sin
m
In
d =3.5 nm ， d (3349.4 ± 3.5)nm
又由
m
)
2
Ind
m
m
tan m
=2'得
d =3349.1*[2 /(60*180)]/tan(19 ° 20.6nm
d (3349.1 土 5.7)nm
而实验前已知光栅为300线每毫米，可见测量结果与实际较吻合。
再用d 求其他光的
对波长较长的黄光：
m _20
°15/ ,d=3349nm 代入，可得
(579.6
1.3)nm
对波长较短的黄光：
m_
20 o 10/代入，可得
=577.3nm,
=1.4 nm (577.3
1.3)nm
对紫光：~_20 o 5z
代入，可得
=435.7nm,
=1.2 nm (435.8
1.2)
nm
2) 三级光谱下：
又由
sin ，代入数据
3349.4nm
lnd
1 m|
m
m
tan| m
=2'得
d sin m / m
=579.6nm,
=1.4nm d
d
ln d 、2/ m
m
=290 17'可得 d m )
2
再用d求其他光的波长
对波长较长的黄光：—=31 °147, d=3349.4nm代入，得:
=578.9nm, =0.8 nm
(578.9 0.8) nm
对波长较短的黄光：—=31 d=3349.4nm代入，得：
=577.5nm, =0.8 nm
(577.5 0.8) nm
对紫光：—_23 0, d=3349.4nm代入，得：
=436.2nm,=0.8 nm
(436.20.8) nm
分析计算结果，与实际波长吻合比较良好。
另外，可以看到，三级谱线下测量后计算的结果教二级谱线下的结果其偏差都更小，与理论推断吻合。
6.3在i=15°时，测定波长较短的黄线的波长。
由d(sin??+ sin??= ???? m=2 可得：
在同侧：=577.9nm
在异侧：=575.9nm
6.4最小偏向角法求波长较长的黄线的波长
由公式：
2dsi门刁m，m 0, 1, 2, 3-
代入数据：m=2, 39 051 /代入，得
=579.4nm
与实际值吻合良好。
七、思考题
1）分光计调整好是实验的前提条件。
即应保证分光计望远镜适合观察平行光，
平行光管发平行光，两者光轴垂直于分光计主轴。
具体实现步骤同实验 4.3分
光计的调节。
调节光栅平面与平行光管的光轴垂直，开始粗调使零级谱线尽量处于两侧谱线的对称位置，然后再细调使满足2,条件。
个人推荐测绿光谱线的衍射角。
思考：不可以用分光计自准法，因为光栅的反射性质远不如三棱镜，自准法时
得到的像比较模糊，无法实现高精度的调节。
2）见数据分析
3）先调节望远镜的使其偏移15°，然后调节光栅位置，用自准法使光栅法线沿
望远镜方向，即可保证方位角为15°。
4）
个人实验总结：
实验前觉得这个实验很简单，但是事实上做的并不快。
一开始的时候把一级谱线当成了二级谱线，耽误了很久。
不过还好后来及时意识到了问题，纠正了错误。
回来处理数据，发现数据质量还不错，自己的眼睛也算是没白辛苦吧。
这是第一次完全用电脑写实验报告，感觉排版有点烂~
总之，下次实验继续努力~。