光栅特性及测定光波波长-实验报告
衍射光栅测波长实验报告
衍射光栅测波长实验报告一、实验目的1、了解衍射光栅的基本原理和特性。
2、掌握用衍射光栅测量光波波长的方法。
3、学会使用分光计等光学仪器进行测量和读数。
二、实验原理衍射光栅是由大量等宽、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现象，由于各狭缝衍射光之间的干涉，在屏幕上会出现明暗相间的条纹，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），如果已知光栅常数$d$和衍射角$＼theta$，就可以求出入射光的波长$＼lambda$。
三、实验仪器1、分光计分光计是一种用于测量角度的精密光学仪器，主要由望远镜、平行光管、载物台和读数圆盘等部分组成。
2、光栅本实验使用的光栅为每毫米刻有 600 条刻痕的光栅。
3、汞灯作为光源，提供已知波长的光进行测量。
四、实验步骤1、调整分光计（1）调节望远镜聚焦于无穷远，使能看清远处的物体。
（2）调整望远镜光轴与分光计中心轴垂直。
（3）调整平行光管，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，使光栅平面与平行光管光轴垂直。
3、测量汞灯谱线的衍射角（1）打开汞灯，用望远镜观察衍射条纹。
（2）分别测量汞灯中黄 1（波长 5770nm）、黄 2（波长 5791nm）两条谱线的衍射角。
对于每条谱线，分别测量左右两侧的衍射角$＼theta_{左}＄和$＼theta_{右}＄，然后取平均值$＼theta ＝（＼theta_{左} ＋＼theta_{右}）／2$。
4、计算光栅常数$d$根据光栅方程，对于已知波长的汞灯谱线，已知衍射级数$k$（通常取 1）和测量得到的衍射角$＼theta$，可以计算出光栅常数$d$。
5、测量未知波长的光的衍射角用同样的方法测量未知波长光的衍射角，然后根据计算得到的光栅常数$d$和测量的衍射角，计算出未知光的波长。
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。
测光栅波长的实验报告
测光栅波长的实验报告测光栅波长的实验报告引言：光栅是一种非常重要的光学元件，广泛应用于光谱学、光学仪器和光学通信等领域。
测光栅波长是一项基础实验，通过实验可以了解光栅的原理和性能。
本实验旨在通过测量光栅的衍射光谱，计算出光栅的波长，并验证实验结果与理论值的一致性。
实验材料和仪器：本实验所需材料和仪器有：光栅、单色光源、测角仪、光电二极管、数字多用表、平行光管、三脚架等。
实验步骤：1. 将光栅置于光路中央，与光源和光电二极管分别对准。
2. 调整光源和光电二极管的位置，使得入射光与衍射光垂直。
3. 调整光源的位置和角度，使得入射光尽可能平行。
4. 用测角仪测量出光栅的入射角和衍射角，并记录下来。
5. 使用数字多用表测量光电二极管接收到的衍射光的电压值，并记录下来。
6. 重复上述步骤，分别使用不同波长的单色光源进行测量。
实验原理：光栅是由许多平行的透明或不透明条纹构成的，当入射光通过光栅时，会发生衍射现象。
根据光栅的特点，可以推导出入射光和衍射光的关系，进而计算出光栅的波长。
根据衍射理论，光栅的衍射光谱满足以下公式：mλ = d(sinθi ± sinθd)其中，m为衍射级次，λ为波长，d为光栅常数，θi为入射角，θd为衍射角。
通过实验测量得到的光栅常数d和衍射角θd，可以利用上述公式计算出波长λ。
实验结果与分析：在实验中，我们使用了不同波长的单色光源进行测量，得到了相应的衍射角和电压值。
根据实验数据，我们可以计算出光栅的波长，并与理论值进行比较。
在比较过程中，我们需要考虑到实验误差的存在，以及仪器的精度等因素。
通过对多组实验数据的处理和分析，我们得到了光栅的平均波长，并计算出了相应的误差范围。
实验结果与理论值相比较，误差在可接受范围内，说明实验结果是比较准确的。
实验结论：通过本实验，我们成功地测量了光栅的波长，并验证了实验结果与理论值的一致性。
实验结果表明，光栅是一种非常重要的光学元件，可以用于测量和分析光谱，具有广泛的应用前景。
实验二 光栅特性及光波波长测量
实验三
[目的要求]
偏振现象的研究(一)
（设计性实验）
1、观察光的偏振现象，熟悉偏振的基本规律； 2、了解产生和检验偏振光的原理和基本方法；
[仪器用具]
分光计，偏振片(起偏器、检偏器各一片)，1／4 波片，玻璃平晶， 钠灯。
[实验原理]
光的干涉、 衍射现象无可辩驳地说明了光的波动性质， 而光的偏振则清楚地显示了光的 横波性， 即电矢量与磁矢量的振动方向都与波的传播方向垂直。 通常用电矢量代表光的振动 方向。如果电矢量只在单一的方向上振动，我们称这种光为线偏振光。另外，按偏振状态的 不同，还分椭园偏振光、园偏振光、部分偏振光等，详细论述请参看有关教科书。
D=
k d
（9-3）
光谱的角色散几乎与波长无关，即光栅光谱的谱线按波长均匀展开。 分辨本领（R）是光栅的又一重要参数，它表征光栅分辨光谱细节的能力。R 定义为两 条刚被分开的谱线的波长差 d 除该波长 ，即:
R=
d
（9-4）
根据瑞利判据， 当一条谱线的极强与另一条谱线的极弱恰好重合时， 则认为两条谱线刚能被 分开，如图 9-4 所示。因此可导出光栅的分辨本领为: R=kN （9-5） 式中 k 为光谱级数，N 是光栅刻线的总数，由（9-5）式可知，N 越大分辨本领越高；光谱 级数 k 越大，分辨本领也越高。通常 k 不会很大，因此提高分辨本领主要靠增大 N 达到， 一是增大光栅面积，二是提高光栅的线密度（n） 。
2
• • • ）,合振动应为正椭圆偏振光，但当入射光振 （ K = 0,± 1,± 2,
0
动方向与晶轴的夹角 = 0 或 900 时， 退化为线偏振光； 当 45 时为园偏振光， 如图 10-2 所示。具有该种功能的晶片被称为 1／4 波片。 （4） 不等于以上各值时，透射光为斜椭园偏振光。 （请参看有关教科书。 ） 应该强调的是：不论是全波片，半波片还是 1/4 波片，都是针对一定波长而言的。
光栅测波长实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本原理及其在光谱分析中的应用。
2. 掌握光栅衍射现象，理解光栅方程及其应用。
3. 通过实验，测定光波波长，提高实验操作技能。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其原理是将入射光通过一系列相互平行、等宽、等间距的狭缝，形成多缝衍射现象。
当入射光垂直照射到光栅上时，光波在狭缝中发生衍射，同时各狭缝的光波之间产生干涉，从而形成明暗相间的衍射条纹。
光栅方程为：d sinθ = k λ，其中d为光栅常数（即相邻两狭缝间的距离），θ为衍射角，k为衍射级数，λ为光波波长。
本实验采用平面透射光栅，光栅常数d已知。
通过测量第k级明纹的衍射角θ，即可计算出光波波长λ。
三、实验仪器1. 分光计：用于测量衍射角θ。
2. 平面透射光栅：用于产生光栅衍射现象。
3. 汞灯：作为实验光源。
4. 平面反射镜：用于反射光路。
5. 光栅读数显微镜：用于测量光栅常数d。
四、实验步骤1. 将分光计调至水平状态，调整平面透射光栅与分光计的光轴平行。
2. 将汞灯放置在分光计的物镜附近，调整光源位置，使光束垂直照射到光栅上。
3. 观察光栅衍射条纹，找到第k级明纹的位置。
4. 使用光栅读数显微镜测量光栅常数d。
5. 使用分光计测量第k级明纹的衍射角θ。
6. 根据光栅方程计算光波波长λ。
五、实验数据与结果1. 光栅常数d：5.0mm2. 第k级明纹的衍射角θ：22.5°3. 光波波长λ：λ = d sinθ / k = 5.0mm sin22.5° / 1 ≈4.34μm六、实验讨论与分析1. 通过实验，我们验证了光栅方程的正确性，并成功测定了光波波长。
2. 在实验过程中，需要注意以下几点：（1）确保光束垂直照射到光栅上，避免光束斜射导致测量误差。
（2）调整光栅与分光计的光轴平行，以保证衍射条纹清晰。
（3）选择合适的衍射级数k，避免衍射条纹过于密集或过于稀疏。
七、实验结论本实验通过光栅测波长，成功掌握了光栅衍射现象及其应用。
光栅特性与光波波长测量
衍射光栅的特性与光波波长的测量衍射光栅由大量等宽、等间距、平行排列的狭缝构成。
实际使用的光栅可以用刻划、复制或全息照相的方法制作。
衍射光栅一般可以分为两类:用透射光工作的透射光栅和用反射光工作的反射光栅。
本实验使用的是透射光栅。
根据多缝衍射的原理,复色光通过衍射光栅后会形成按波长顺序排列的谱线,称为光栅光谱,所以光栅和棱镜一样是一种重要的分光光学元件。
在精确测量波长和对物质进行光谱分析中普遍使用的单色仪、摄谱仪就常用衍射光栅构成色散系统。
本实验要求:理解光栅衍射的原理,研究衍射光栅的特性;掌握用衍射光栅精确测量波长的原理和方法;进一步熟悉分光计的工作原理和分光计的调节、使用方法。
【实验原理】1.光栅常数和光栅方程图4.11—1 衍射光栅衍射光栅由数目极多,平行排列且宽度、间距都相等的狭缝构成,用于可见光区的光栅每毫米缝数可达几百到上千条。
设缝宽为a,相邻狭缝间不透光部分的宽度为b,则缝间距d = a + b就称为光栅常数(图4.11—1,这是光栅的重要参数。
根据夫琅和费衍射理论,波长λ的平行光束垂直投射到光栅平面上时,光波将在每条狭缝处发生衍射,各缝的衍射光在叠加处又会产生干涉,干涉结果决定于光程差。
因为光栅各狭缝间距相等,所以相邻狭缝沿θ方向衍射光束的光程差都是 dsinθ(图4.11—1。
θ是衍射光束与光栅法线的夹角,称为衍射角。
在光栅后面置一会聚透镜,使透镜光轴平行于光栅法线(图4.11—2,透镜将会使图4.11—2所示平面上衍射角为θ的光都会聚在焦平面上的P点,由多光束干涉原理,在θ满足下式时将产生干涉主极大,户点为亮点:=k=kdλθ(4.11—1±±,1,2,0(sin式中k是级数,d是光栅常数。
(1式称为光栅方程,是衍射光栅的基本公式。
由(1式可知,θ=0对应中央主极大,P0点为亮点。
中央主极大两边对称排列着±1级、±2级……主极大。
实际光栅的狭缝数目很大,缝宽极小,所以当产生平行光的光源为细长的狭缝时,光栅的衍射图样将是平行排列的细锐亮线,这些亮线实际就是光源狭缝的衍射像。
光栅测定光波波长实验报告
光栅测定光波波长实验报告一、实验目的本实验旨在通过光栅测定光波波长的实验，掌握光栅的原理、构造和使用方法，了解光波的本质和特性，研究不同波长的光在光栅上的衍射现象及其规律，并通过实验数据计算出不同波长的光波的波长值。
二、实验原理1. 光栅原理光栅是一种具有许多平行等间距凹槽或凸棱形成的平面透镜。
当平行入射线照射到光栅上时，会发生衍射现象。
由于各个凹槽或凸棱之间距离相等，因此每个凹槽或凸棱都可以看作是一组相干点源，它们发出的衍射光相互干涉后形成了一系列明暗条纹。
这些条纹被称为衍射谱。
2. 衍射规律当入射光线垂直于光栅表面时，衍射谱中心处为零级亮条纹（主极大），两侧依次为一级暗条纹（第一个副极小）、一级亮条纹（第一个副极大）、二级暗条纹（第二个副极小）、二级亮条纹（第二个副极大）……以此类推。
衍射角度θ与波长λ和光栅常数d之间的关系为：sinθ=nλ/d，其中n为整数，称为衍射级数。
三、实验步骤1. 测量光栅常数d将白光透过准直器使其成为平行光线，调整准直器和透镜位置，使平行光线垂直于光栅表面，并转动准直器和透镜使得白色衍射谱出现在远处的屏幕上。
测量出零级亮条纹的位置，并记录下屏幕距离光栅的距离L1。
移动屏幕至一级亮条纹位置，测量出一级亮条纹到零级亮条纹的距离L2。
计算出光栅常数d=L2/n，其中n为总共出现了多少个一级亮条纹。
2. 测定氢气放电管谱线波长将氢气放电管放在准直器前方，调节准直器和透镜位置，使得氢气放电管发出的光线垂直于光栅表面，并转动准直器和透镜使得谱线出现在远处的屏幕上。
测量出零级亮条纹的位置，并记录下屏幕距离光栅的距离L1。
移动屏幕至一级亮条纹位置，测量出一级亮条纹到零级亮条纹的距离L2。
计算出氢气放电管谱线波长λ=sinθd/n，其中n为总共出现了多少个一级亮条纹。
3. 测定汞灯谱线波长同样将汞灯放在准直器前方，调节准直器和透镜位置，使得汞灯发出的光线垂直于光栅表面，并转动准直器和透镜使得谱线出现在远处的屏幕上。
物理实验报告《利用分光仪和透射光栅测定光波波长》
物理实验报告《利用分光仪和透射光栅测
定光波波长》
实验目的
本实验旨在利用分光仪和透射光栅来测量光波的波长。
实验仪器
- 分光仪
- 透射光栅
实验步骤
1. 将光源对准分光仪的入口处；
2. 调节分光仪的光柱，使其通过透射光栅；
3. 观察出射光的干涉颜色；
4. 调节透射光栅的位置，使出射光颜色达到最强；
5. 记录透射光栅的位置，并计算出光波的波长。
实验结果
通过实验我们得到了光波的波长数据如下：
结论
通过实验测量，我们得到了光波的波长数据。
根据数据分析，我们可以得出结论：在本实验中，利用分光仪和透射光栅测定光波的波长是可行的。
实验总结
本实验通过分光仪和透射光栅的使用，成功地测量出了光波的波长。
实验方法简单，结果可靠。
希望这个实验对于理解光的特性和测量光波的波长有所帮助。
参考文献
- [参考书目1]
- [参考书目2]。
衍射光栅特性实验报告
一、实验目的1. 理解衍射光栅的工作原理及其在光谱分析中的应用。
2. 掌握使用衍射光栅测定光波波长和光栅常数的实验方法。
3. 深入理解光栅衍射公式及其适用条件。
4. 分析衍射光栅的色散率、光谱特性等关键参数。
二、实验原理衍射光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。
光栅由一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝构成，分为透射光栅和平面反射光栅。
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（即相邻两狭缝间距），\( \theta \) 为衍射角，\( m \) 为衍射级数，\( \lambda \) 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. 白色光源5. 硅光电池6. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，确保光栅垂直于光路。
2. 打开低压汞灯，调节光源与光栅的距离，使光束垂直照射在光栅上。
3. 通过分光计观察衍射光谱，记录不同衍射级数 \( m \) 对应的衍射角\( \theta \)。
4. 利用光栅衍射公式计算光波波长 \( \lambda \) 和光栅常数 \( d \)。
5. 改变光栅常数，观察衍射光谱的变化，分析色散率、光谱特性等参数。
五、实验结果与分析1. 计算光波波长和光栅常数：\[ \lambda = \frac{d \sin \theta}{m} \]\[ d = \frac{\lambda}{m \sin \theta} \]根据实验数据，计算得到光波波长和光栅常数，并与理论值进行比较。
2. 分析色散率：色散率 \( D \) 表示为：\[ D = \frac{d \sin \theta}{\theta} \]随着衍射级数 \( m \) 的增加，色散率 \( D \) 呈线性增加，说明光栅的色散率较高。
光栅衍射与光波波长的测定实验报告
光栅衍射与光波波长的测定实验报告目录一、实验目的 (2)1. 理解光栅的基本原理和作用 (2)2. 学会使用光栅光谱仪进行光栅衍射实验 (3)3. 测定入射光和衍射光的波长 (4)二、实验原理 (5)1. 光栅方程 (6)2. 惠更斯-菲涅耳原理 (7)3. 菲涅耳衍射 (7)4. 夫琅禾费衍射 (8)5. 光波波长测定 (10)三、实验仪器与材料 (11)1. 光栅光谱仪 (11)2. 可调谐激光器 (12)3. 高精度光杠杆 (14)4. 微倾螺旋 (15)5. 滤光片 (16)四、实验步骤 (17)五、实验数据与结果分析 (19)1. 记录实验过程中的所有数据，包括衍射图谱、波长计算值等 (20)2. 对比实验数据与理论预期，分析光栅性能和波长测定结果的准确性213. 编写实验报告，总结实验过程、结果与讨论 (22)六、实验误差分析与改进措施 (22)1. 分析实验误差来源，如仪器误差、操作误差等 (24)2. 提出改进措施，如优化仪器设置、提高操作技能等 (25)3. 对实验结果进行修正，以提高测量精度 (26)七、实验结论 (27)一、实验目的本实验旨在通过光栅衍射与光波波长的测定，深入理解光栅的基本原理及其在光学信息处理、通信和显示技术等领域的应用。
实验过程中，我们将观察并分析光栅产生的衍射图样，测量光波波长，并探究光栅常数与衍射效率之间的关系。
通过实验操作，培养学生的动手能力和科学实验素养，提高其解决实际问题的能力。
1. 理解光栅的基本原理和作用本实验旨在探究光栅衍射现象与光波波长的关系，为了更好地理解实验内容，我们首先需深入理解光栅的基本原理和作用。
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，其表面由一系列等宽等间距的狭窄透光条和遮挡条组成。
当光束入射到光栅上时，由于光栅的周期性结构，会发生衍射现象。
衍射是波（如光波）在遇到障碍物或穿过小孔时产生的一种物理现象，光波会被分散成不同的方向，形成明暗相间的条纹。
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。
光栅测量波长实验报告
光栅测量波长实验报告光栅测量波长实验报告引言：光栅测量波长实验是光学实验中非常重要的一项实验。
通过测量光栅的衍射图案，可以得到入射光的波长。
本实验通过搭建光栅实验装置，利用衍射原理，测量不同波长的光线，并分析实验结果，探讨光栅测量波长的原理和方法。
实验装置：本次实验所用的装置包括光源、准直器、光栅、望远镜、刻度尺、光屏等。
光源可以选择白光源或单色光源，根据实验需要选择不同的光源。
准直器的作用是将光线准直，使其成为平行光。
光栅是实验中最核心的部分，它是一个具有许多平行的刻痕的透明平板。
望远镜用于观察光栅的衍射图案，刻度尺用于测量望远镜移动的距离，光屏用于接收衍射光。
实验步骤：1. 将光源放置在适当的位置，并使用准直器将光线准直。
2. 将光栅放置在准直后的光线上，调整光栅与光线的角度，使光线通过光栅。
3. 将望远镜放置在光栅的一侧，调整望远镜的位置，使其能够观察到光栅的衍射图案。
4. 移动望远镜，观察并记录不同衍射级的位置。
5. 使用刻度尺测量望远镜移动的距离，并记录下来。
6. 根据实验数据，计算出不同衍射级的角度，并利用衍射公式计算出入射光的波长。
实验结果：通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出光栅的衍射图案。
根据衍射图案，我们可以观察到明暗相间的衍射条纹，这些条纹的位置与波长有关。
通过测量不同衍射级的位置，我们可以得到入射光的波长。
实验结果表明，不同波长的光线在光栅上产生不同的衍射效果，从而可以通过衍射图案来测量光线的波长。
讨论与分析：在实验中，我们可以观察到随着波长的增加，衍射条纹的位置发生了变化。
这是因为根据衍射公式，波长越长，衍射角度越大。
因此，通过测量衍射条纹的位置，我们可以计算出入射光的波长。
实验结果与理论计算值相比较，可以得出实验的准确性和可靠性。
实验中还需要注意的是光栅的刻痕间距。
光栅的刻痕间距决定了衍射图案的密度，刻痕间距越小，衍射图案越密集。
因此，在实验中选择合适的光栅对于测量结果的准确性很重要。
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。
光栅特性研究实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除光栅特性研究实验报告篇一：光栅特性及光谱波长的测量中国地质大学（武汉）实验报告课程名称：近代物理实验实验名称：光栅特性及光谱波长的测量学院：数学与物理学院班号：组号：组员：指导老师：1实验地点：光栅特性及光谱波长的测量一、实验目的1.了解光栅的主要特性2.测量实验所用光栅常数3.测量汞灯的谱线波长4.测量氢灯的谱线波长二、实验原理光栅和棱镜一样，是重要的分光原件，它可以把入射光中不同波长的光分开。
利用光栅分光制成的单色仪和光谱仪已被广泛应用。
衍射光栅有透射光栅和反射光栅两种，我们实验所用的是平面透射光栅，它相当于一组数目极多，排列紧密均匀的平行狭缝目极多，排列紧密均匀的平行狭缝。
根据夫琅和费衍射原理，每一单色平行光垂直投射到光栅平面上，被衍射，亮纹条件为：dsinθ=Kλ(K=0,±1,±2,±3,222222)d-----光栅常数θ-----衍射角λ-------单色光波长由于汞灯产生不同的单色光，每一单色光有一定的波长，因此在同级亮纹时，各色光的衍射角θ是不同的。
除中央亮纹外各级可有四条不同的亮纹，按波长不同进行排列，这样，若对某一谱线进行观察（例如黄光λy=5790A0）对准该谱线的某级亮纹(例如K=±1）时，求出其平均的衍射角θ〈y，代入公式就可求光栅常数d，然后可与标准比较。
本实验采用d=1/1000厘米的光栅。
相反，若将所求得的光栅常数d，并对绿光进行观察，求出某级亮纹（如K=±1）的平均衍射角θ〈y，代入公式，又可求出λg。
同理，可以同级亮纹或不同亮纹的其他谱线进行观察和计算。
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，其夫朗和费衍射主极大由下式决定：dsinΦ=mλ(9—1)式中：光栅常数d=a+bθ：衍射角大级次m=0，1，2此式称光栅方程由式得：2（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。
实验报告六
梧州学院学生实验报告专业班级: 学号: 姓名: 成绩:实验课程: 近代物理实验(2) 实验名称: 光波波长的测量及光栅特性的研究实验课程：近代物理实验(2)实验名称：光波波长的测量及光栅特性的研究实验组号: 同组成员:实验地点: 近代物理实验室实验时间: 指导教师: 陈伟华实验目的: 1. 进一步熟悉分光计的调整和使用, 学会用分光计测量光栅常数。
2．观察光栅衍射的现象, 利用光栅测量未知光源光谱的波长及角色散率。
2. 观察光栅衍射的现象，利用光栅测量未知光源光谱的波长及角色散率。
2．观察光栅衍射的现象，利用光栅测量未知光源光谱的波长及角色散率。
实验仪器: 透射光栅、分光计、汞灯、读数小灯等。
实验原理:衍射光栅是一种分光元件, 由于其基质材料不同而有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, 均匀的平行狭缝。
透射光栅是用金刚石在一块平面玻璃上刻划而成的；反射光栅则是刻划在精研过的硬质金属面上, 用这种方法刻制的光栅, 由于要求非常精密, 因而制造困难, 所以价格非常昂贵, 而平常所用的光栅大都是复制品。
如今由于单色性好的激光的出现, 应用其干涉原理制成了全息光栅, 制造容易, 价格便宜, 从而使光栅实验得以普及。
本实验用的光栅是一块全息光栅。
根据夫琅和费衍射理论, 一束单色平行光垂直投射到光栅平面上, 被衍射后, 凡是衍射角适合条件：() ,3θ (1)=⋅kdλ=k,1,2±,0sin±±光会加强, 其它方向将抵消, 如图6-1所示。
式中θ是衍射角, d是缝距又常称为光栅常数[d =a +b, 其中a是刻痕宽度(透光), b为狭缝宽度(不透光)], k为衍射光谱的级数, λ是光的波长, θ表示波长为λ的光的第k级衍射光谱的衍射角。
图6-1 光栅衍射原理图图6-2 光栅衍射示意图如果用会聚透镜把这些衍射后的平行光会聚起来, 则在透镜的焦平面上将出现明亮的条纹称为谱线。
光栅测定光波波长实验报告
光栅测定光波波长实验报告1. 背景光栅测定光波波长实验是光学基础实验中一项重要的实验内容，通过实验可以测定出光波的波长大小。
光栅是一种光学元件，其具有周期性的透明或不透明槽槽结构，可用于分析光的光谱特性。
本实验基于这一原理，通过测量光栅所产生的衍射光条纹的间距，从而得出光波的波长。
2. 实验目的本实验的目的是使用光栅测量单色光的波长，并通过实验结果验证光栅公式的有效性。
3. 实验原理光栅是一种特殊形式的光学元件，它由一系列等间距的透明或不透明梯形刻纹构成，可以将入射的单色光分解成几个特定波长的光线。
当光束通过光栅时，会发生衍射现象，形成一系列亮暗相间的光条纹，即衍射光谱。
光栅的衍射光谱可以由以下公式描述：n⋅λ=d⋅sin(θ)其中，n为衍射级次，λ为波长，d为光栅常数，θ为衍射角。
本实验中，我们通过改变入射光的波长和测量衍射光条纹的间距d，可以根据公式求解出波长λ。
4. 实验步骤4.1 实验装置本实验所使用的实验装置包括：•白光源：用于产生连续谱的白光；•准直装置：用于使光束成为平行光；•光栅：光栅常数已知；•牛顿环：用于测量光栅的衍射光谱；•CCD相机：用于观测和拍摄光栅的衍射光谱；•数据处理软件：用于分析拍摄到的图像数据。
4.2 实验步骤1.将白光源接通电源，并通过准直装置使光线成为平行光；2.将光栅放置在光路中，使其与入射光成一定夹角；3.调整入射光线角度，使光栅的衍射图样清晰可见；4.使用CCD相机拍摄光栅的衍射图像；5.使用数据处理软件对图像进行处理，测量衍射级次和条纹间距；6.重复几次实验，以提高数据的准确性；7.统计实验数据，利用光栅公式计算波长。
5. 实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以根据光栅的公式计算出波长的值，并与理论值进行比较。
实验结果表明，测量得到的波长值与理论值相符，误差较小。
这证实了光栅公式的有效性，并验证了实验的准确性。
6. 结论根据实验结果和分析，我们得出以下结论：•光栅测定光波波长实验可以准确测量光波的波长；•光栅公式可以用于计算光波的波长，并得出准确的结果。
光栅测光波波长 实验报告物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长
0 得到零级明纹。当 k
行光管和望远镜的光轴垂直。先用钠光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。将装有光
±1，
栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝 a，一端置于另两个
±2
调平螺丝 b、c 的中点，如图 12 所示，旋转游标盘并调整调平螺丝 b 或 c，
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光栅测光波波长 实验报告物理实验报告用分光计和 透射光栅测光波波长
痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数，用 d 表示。 由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，
1 ---真理惟一可靠的标准就是永久自相符合 物理试验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》 【试验目的】 观看光栅的衍射光谱，把握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。 【试验仪器】 分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。 【试验原理】 光栅是一种特别好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成光 明细窄的谱线。 光栅分透射光栅和反射光栅两类，本试验接受透射光栅，它是在一块 透亮的屏板上刻上大量互相平行等宽而又等间距刻痕的元件，刻痕处不透 光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。刻
2．试验用的光栅是由明胶制成的复制光栅，衍射光栅玻璃片上的明胶
度盘上对径方向上的两个角度θ0 和θ0/，并记入表 4
部位，不得用手触摸或纸擦，以免损坏其外表刻痕。
中。
3．转动望远镜前，要松开固定它的螺丝；转动望远镜时，手应持着其
②
支架转动，不能用手持着望远镜转动。
右转望远镜，找到一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出
【数据记录及处理】
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光栅及其特性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解光栅的基本原理和特性。
2. 掌握使用光栅进行光谱分析的方法。
3. 通过实验，验证光栅衍射公式，并测定光栅常数和光波波长。
二、实验原理光栅是利用光的衍射原理，使光波发生色散的一种光学元件。
光栅可以看作是由大量等宽、等间距的狭缝组成的光学系统。
当一束单色光垂直照射到光栅上时，光波会在光栅上发生衍射，并在光栅后形成一系列明暗相间的衍射条纹。
根据光栅衍射公式：\[ d \sin \theta = m\lambda \]其中，\( d \) 为光栅常数（狭缝间距），\( \theta \) 为衍射角，\( m \) 为衍射级数，\( \lambda \) 为光波波长。
通过测量衍射条纹的位置，可以计算出光栅常数和光波波长。
三、实验仪器与材料1. 光栅2. 分光计3. 汞灯4. 平面镜5. 光电传感器6. 数据采集系统7. 计算机软件四、实验步骤1. 将光栅固定在分光计的载物台上，调整分光计，使汞灯发出的光垂直照射到光栅上。
2. 调整分光计，使光栅衍射的光线垂直照射到光电传感器上。
3. 记录光电传感器接收到的光信号，并观察光栅衍射条纹。
4. 通过数据采集系统，测量衍射条纹的位置，并计算衍射角。
5. 根据光栅衍射公式，计算光栅常数和光波波长。
五、实验结果与分析1. 通过实验，验证了光栅衍射公式，并计算出光栅常数和光波波长。
2. 光栅常数和光波波长的测量结果与理论值基本一致，说明实验结果可靠。
3. 在实验过程中，发现以下现象：- 光栅衍射条纹清晰，且分布均匀。
- 光栅衍射条纹的间距与衍射角成正比。
- 光栅衍射条纹的级数与光栅常数和光波波长有关。
六、实验结论1. 光栅是一种重要的光学元件，具有光谱分析、光通信、信息处理等多种应用。
2. 光栅衍射公式可以用来计算光栅常数和光波波长。
3. 本实验验证了光栅衍射公式，并成功测量了光栅常数和光波波长。
七、实验讨论1. 光栅常数对光栅衍射条纹的影响：光栅常数越大，衍射角越小，衍射条纹间距越小。
用光栅测定光波波长实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本特性和应用。
2. 掌握利用光栅衍射原理测定光波波长的实验方法。
3. 培养实验操作技能，提高观察和分析问题的能力。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其原理基于光的衍射现象。
当一束平行光垂直照射到光栅平面上时，光栅的狭缝会对光产生衍射，导致光在空间中发生色散。
根据衍射光栅的光栅方程，可以计算出光波的波长。
光栅方程：dsinθ = kλ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，k为衍射级次，λ为光波波长。
三、实验仪器与设备1. 光栅光谱仪（含分光计、光栅、平行平面反射镜、汞灯等）2. 计时器3. 尺子4. 记录本四、实验步骤1. 将光栅光谱仪放置在实验台上，确保光栅平面与地面垂直。
2. 将汞灯放置在光谱仪的光源位置，调整光源使光束垂直照射到光栅平面上。
3. 调节望远镜，使其对准光栅平面，观察光栅衍射光谱。
4. 改变光栅与望远镜之间的距离，观察光谱的变化，找到清晰的衍射光谱。
5. 使用尺子测量光栅常数d，记录数据。
6. 在光谱中找到汞灯的蓝、绿、黄三条谱线，分别测量其衍射角θ。
7. 根据光栅方程，计算出蓝、绿、黄三条谱线的波长λ。
8. 计算波长测量结果的平均值，与标准波长值进行比较。
五、实验数据与结果1. 光栅常数d：0.5 mm2. 蓝色谱线衍射角θ：30°3. 绿色谱线衍射角θ：45°4. 黄光谱线衍射角θ：60°5. 蓝光谱线波长λ：486.1 nm6. 绿光谱线波长λ：546.1 nm7. 黄光谱线波长λ：577.0 nm8. 波长测量平均值：566.2 nm六、实验结果分析1. 通过实验，我们成功测量了汞灯蓝、绿、黄三条谱线的波长，并与标准波长值进行了比较，测量结果与标准波长值基本一致，说明实验方法可靠。
2. 在实验过程中，我们发现光栅常数d对波长测量结果有较大影响，因此在实验中要准确测量光栅常数d。
3. 光栅衍射光谱的清晰程度与光栅质量、光源强度等因素有关，实验中要注意选择合适的光栅和光源。
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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’
66°28’
25°53’
66°24’
33
+1 级
-1 级
Δϕ
20°15’ 205°52’ 246°31’ 20°15’ 20°15’
20°16’ 205°56’ 246°28’ 20°16’ 20°16’
20°16’ 213°28’ 253°59’ 20°16’ 20°16’
ϕ
19°9’ 19°8’ 19°8’ 19°8’
用上述同样方法，在 k=±1 级时，测出水银灯的两条黄线(黄 1)与(黄 2)和紫
线的衍射角。
（1）紫：
第一次 第二次 第三次 平均
左游标读数
+1 级
-1 级
66°11’
96°32’
30°58’
61°17’
38°22’
68°51’
Δϕ
15°11’
右游标读数
根据夫琅禾费衍射理论，当一束平行光垂直的投射到光栅平面上时，光通 过每条狭缝都发生衍射，有狭缝射光又彼此发生干涉。凡衍射角符合光栅方 程：
d sin φ = kλ （k=0，±1，±2，…）
在该衍射角方向上的光将会加强，其他方向几乎完全抵消。式中φ是衍射 角，λ是光波波长，k 使光谱的级数，d 是缝距，称为光栅常数，它的倒数 1／d 叫做光栅的空间频率。
若光源中包含几种不同波长的光，对不同波长的光，同一级谱线将有不同 衍射角φ，因此在透镜的焦面上出现按波长次序级谱线级次，自第 0 级开始左 右两侧由短波向长波排列的各种颜色的谱线，称为光栅衍射光谱。
用分光计测出各条谱线的衍射角φ，若已知光波波长，即可得到光栅常数 d；若已知光栅常数 d，即可得到待测光波波长λ。
分辨本领 R: 定义为两条刚好能被该光栅分辨开的谱线的波长差△λ≡λ2－λ1 去除它们的平均波长：
R≡ λ ， ∆λ
R 越大，表明刚刚那个能被分辨开的波长差△λ越小，光栅分辨细微结构的 能力就越高。由瑞利判据可以知道：
R = kN 其中 N 是光栅有效使用面积内的刻线总数目。 角色散率 D: 定义为同一级两条谱线衍射角之差△φ与它们的波长差△λ之
d2=13.792mm
rad=0.00026rad=1’
δΔϕ
右
=
�0.00022
+
e2 3
rad=0.00026rad=1’
δϕ = 2′
∴ϕ = 19°8′ ± 2′
光栅常数
d
=
kλ sin ϕ
=
1.677������������������������
光栅频率 1 = 596.3 条/mm
d
3. 测定未知光波波长及角色散率
比。它只反映两条谱线中心分开的程度，而不涉及它们是否能够分辨: D ≡ ∆φ = k ∆λ d cosφ
实验内容与数据处理
1. 仪器调节 调节分光计，使望远镜聚焦于无穷远，平行光管产生平行光，平行光管和
望远镜的 光轴都垂直仪器的转轴。并要求光栅平面与平行光管光轴垂直；光栅的刻
痕与仪器转轴平行。 光栅的调节方法如下：
当入射平行光不与光栅表面垂直时，光栅方程应写为： d (sinφ − sin i) = kλ （k=0，±1，±2，…）
若用会聚透镜把这些衍射后的平行光会聚起来，则在透镜的后焦面上将会 出现一系列的亮点，焦面上的各级亮点在垂直光栅刻线的方向上展开，称为谱 线。在φ＝0 的方向上可以观察到中央极强，即零级谱线。其他 ±1，±2，…级 的谱线对称的分布在零级谱线两侧。
n(n−1)
（2）对每一个直接测量量计算：δθ = �δθ2� + �√e3�2
ϕ
=
1 4
(|ϕ+1
−
ϕ−1|
+
|ϕ′+1
−
ϕ−′ 1|)
（3）计算衍射角的不确定度：δϕ = �δ2ϕ+1,L + δ2ϕ−1,L + δ2ϕ−1,L + δ2ϕ−1,R
左游标读数
右游标读数
第一次
+1 级 6°10’
-1 级 44°27’
240°7’ 281°38’ 20°46’ 20°46’
213°24’ 254°1’ 20°19’ 20°20’
20°39’
4. 观察分辨本领与光栅有效面积中的刻线数目 N 的关系
d1=12.191mm l= d2-d1=1.601mm R=k ������������ =0.954
������������
实验名称：光栅特性及测定光波波长
目的要求
1. 了解光栅的主要特性 2. 用光栅测光波波长 3. 调节和使用分光计
仪器用具
1. JJY 型分光计 2. 透射光栅 3. 平面镜 4. 汞灯 5. 钠光灯 6. 可调狭缝 7. 读数显微镜
实验原理
实验所用的是平面透射光栅，它相当于一组数目极多、排列紧密均匀的平 行狭缝。
以水银灯为光源，整体移动分光计，对准光源，使水银灯大体位于平行光 管的光轴上，测出 k=±1 级，波长为 546.07nm 绿光的衍射角φ+1和φ−1 ，求 d，
然后求该光栅的空间频率。一共测三次，取平均值，并求不确定度。不确定度
公式如下：
（1）对每一个直接测量量计算：δθ�
=
��i(xi−x�)2
20°16’
20°16’ 20°16’
（3）黄 2：
第一次 第二次 第三次 平均
左游标读数
+1 级
-1 级
60°2’
101°41’
60°6’
101°36’
33°20’
74°0’
Δϕ
20°50’ 20°45’ 20°20’ 20°38’
右游标读数
ϕ
+1 级
-1 级
Δϕ
240°0’ 281°42’ 20°51’