衍射光栅-大学物理试验

2. 汞灯在使用过程中不能频繁启闭；汞灯光线很强， 不要长时间直视。
谢 谢
d k k D （rad/nm） d 2 1
由光栅方程对 λ 微分， 可得光栅的角色散:
2
1
k D d cos k
k
（rad/nm）
二、实验仪器介绍
分光计 望远镜 载物盘
平行 光管 汞灯
光源 控制
度盘 读数 照明
光栅
度盘读数1
9
22 30

22 39
衍Βιβλιοθήκη Baidu光栅
物理实验中心
目
录
一、实验原理
1.衍射光栅和光栅方程 2.衍射光栅的角色散
二、实验仪器介绍 三、实验内容及要求
1. 分光计的调整 2. 实验现象的观察 3.实验要求
四、实验注意事项
一、实验原理
1.衍射光栅和光栅方程
衍射光栅:
光栅是具有空间周期性结构的用于分光的光学元件。 光栅分为透射光栅和反射光栅，若从形状上可分为 平面光栅和凹面光栅，按制作方法又可分为原制光 栅、复制光栅和全息光栅。平面透射光栅是由大量 等宽、等距、排列紧密的平行狭缝构成。

10
度盘读数2
68

68 10

三、实验内容及要求
实验目的
1. 观察光的衍射现象，加深对光栅衍射原理的理解
2．进一步熟悉分光计的调节和使用
3．会用平面透射光栅测定光栅常数和光波波长 4. 学习测量角色散的方法
1. 分光计的调整 分光计的调整要求：
（1）. 粗调要求： 望远镜、平行光管共轴， 且与主轴垂直 （2）望远镜的调节要求 调节目镜：叉丝清晰 调节载物台底角螺钉B1、B2：使 平面玻璃反射的十字像清晰且与P 点重合 B2 B1
光栅
B3
（3）.平行光管调节要求：发出平行光，光栅刻痕与狭缝 平行。调节狭缝位置使缝像清晰，再观察左右衍射谱线， 调节B2使其等高，调节缝宽使两黄光谱线清晰。
2. 实验现象的观察
狭缝
叉丝
十字像
黄一 黄二 绿光
3.实验要求
(1). 测汞光谱线的衍射角（一级绿光、黄光，二级黄光）
1 k ( 左2 左1 右2 右1 ) 4
光栅常数:
设平面透射光栅的缝宽为a，相邻两缝间不透光部分 的宽度为b，d = a + b称为光栅常数。
d
光栅方程：
C

A
D
d (sin k sin ) k
0
时，有：
B
光栅

透镜
d sin k k
P P0
2.衍射光栅的角色散
角色散是光栅、棱镜等分光元件的重要参数， 它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距。
(2). 求光栅常数d和黄光谱线的波长λ
已知绿光谱线的波长λ = 546.1nm ，求光栅常数 d ± u(d) 。 求两条黄光谱线的波长 λ ± u(λ)（一二级都算） (3). 测光栅的角色散（选作）
用角色散公式(1)、(2)算二级黄光的角色散（选做）
四、实验注意事项
1.光栅是易损的光学元件，使用时要小心，不能用 手触摸光栅面。