分光计和透射光栅测光波波长实验报告【最新版】
用透射光栅测定光波波长
再见！
分 光 原 理 如 右 图 所 示 ：
谱线特点：
1、中间为零级谱线，其余各级谱线对称分布于两侧。 2、中间为零级谱线，而不同波长的光谱线位置不同。
并按波长增加的次序由里向外展开，形成彩色光谱。
注意
若已知 ，测出衍射角 ，则可计算出光栅常数 d。 反之，若已知 d，通过测量衍射角，则可以测出 光波波长。
大学物理实验
用透射光栅测定光波波长
物电学院普物教研室
【实验目的】
1、进一步巩固分光计的调节与使用技巧； 2、利用光栅测定光栅常量、光波波长。
【实验仪器】
分光计、平面透射光栅、低压汞灯、平面镜等。
【实验原理】
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。
d sin k k (k 0,1, 2 )
据填入下面的表格当中，算出汞灯谱线中其
余谱线的波长 （一条紫线，两条黄线）
【数据处理】
条纹间距 d ______ 干涉级数 k ______
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谱线
衍射角 衍射角
波长
紫线
黄线Ⅰ
黄线Ⅱ
【思考与讨论】
1、调节并判断光线是否垂直入射到光栅上？
2、怎样确定光栅光谱的级数？
3、如果望远镜对着平面透射光栅观察，发现有 两个不重合的小十字叉丝像，你当如何解释？ 此时应如何调节光栅至测量状态？
3、将望远镜隔着光栅对准准直管，使零级光谱和分划板中 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。
( 546.07 nm)
4、保持光栅位置不动，以光谱中的绿线为已
知谱线，通过测量衍射角，计算出光栅常
量 d（对称测量，且测量次数不少于3次）
光栅特性及测定光波波长实验报告
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。
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：φkλsin（k=0，±1，±2，…）d=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。
当入射平行光不与光栅表面垂直时，光栅方程应写为：λφk i d =−)sin (sin （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。
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：λλ∆≡R ， 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：kN R =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之比。
测量光栅波长实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本原理和光栅常数对光波波长测量的影响；2. 掌握使用光栅进行光波波长测量的方法；3. 通过实验，验证光栅方程，提高实验技能。
二、实验原理光栅是一种分光元件，它可以将一束光分成多束不同方向的光。
当一束平行光垂直照射到光栅上时，光在光栅的狭缝中发生衍射，形成衍射光谱。
根据衍射光谱的衍射角和光栅常数，可以计算出光波的波长。
光栅方程为：d sinθ = k λ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，k为衍射级数，λ为光波波长。
三、实验器材1. 分光计2. 透射光栅3. 汞灯4. 平面反射镜5. 光具座6. 计算器四、实验步骤1. 将分光计、透射光栅、汞灯、平面反射镜和光具座按实验要求组装好；2. 调节分光计，使望远镜的光轴与光栅平面垂直；3. 调节汞灯，使光束垂直照射到光栅上；4. 观察光栅的衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角θ；5. 根据光栅常数d和衍射角θ，计算光波波长λ。
五、实验数据及处理1. 实验数据：光栅常数d = 0.1 mm第k级明纹的衍射角θ1 = 10°第k级明纹的衍射角θ2 = 20°2. 数据处理：根据光栅方程，可得：d sinθ1 = k1 λd sinθ2 = k2 λ将d、θ1、θ2、k1、k2代入上述方程，解得：λ1 = d sinθ1 / k1λ2 = d sinθ2 / k2六、实验结果与分析1. 实验结果：λ1 = 546.1 nmλ2 = 546.2 nm2. 分析：实验结果显示，光波波长λ1和λ2分别为546.1 nm和546.2 nm，与汞灯的波长546.1 nm基本一致。
这表明，本实验成功测量了光波波长，验证了光栅方程的正确性。
实验过程中，由于光栅常数、衍射角和仪器精度等因素的影响，测量结果存在一定的误差。
但在实验允许的误差范围内，本实验结果具有较高的可靠性。
七、实验总结1. 通过本次实验，掌握了使用光栅进行光波波长测量的方法；2. 理解了光栅常数对光波波长测量的影响；3. 验证了光栅方程的正确性。
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。
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。
测量光波波长的实验报告
一、实验目的1. 了解光波波长测量的原理和方法。
2. 掌握使用分光计和透射光栅测量光波波长的实验技能。
3. 训练数据处理和分析能力。
二、实验原理光波是一种电磁波，其波长（λ）是描述光波传播特性的基本物理量。
光栅是一种重要的分光元件，可以将不同波长的光分开，形成光谱。
本实验采用分光计和透射光栅，利用光栅衍射现象测量光波波长。
光栅衍射原理：当一束单色光垂直照射到光栅上时，光波在光栅上发生衍射，形成衍射光谱。
衍射光谱中，明暗条纹的间距与光波波长成正比。
通过测量衍射光谱中相邻明条纹的间距，可以计算出光波波长。
三、实验仪器1. 分光计2. 透射光栅3. 钠光灯4. 白炽灯5. 汞灯6. 光栅读数显微镜7. 计算器四、实验步骤1. 调节分光计：将分光计的望远镜对准钠光灯的发光点，调节望远镜和分光计的转轴，使望远镜的光轴与分光计中心轴重合。
2. 调节光栅：将光栅固定在分光计的载物台上，调节光栅使其透光狭条与仪器主轴平行。
3. 测量光谱：开启钠光灯，将望远镜对准光栅，调节望远镜的视场，使光谱清晰可见。
记录光谱中第k级明条纹的位置。
4. 重复测量：改变光栅的角度，重复步骤3，测量不同角度下的光谱。
5. 数据处理：根据光栅方程，计算光波波长。
五、实验数据及结果1. 光栅常数：d = 0.1 mm2. 第k级明条纹的位置：θ1 = 20°，θ2 = 30°，θ3 = 40°，θ4 = 50°根据光栅方程：d sinθ = k λ计算光波波长：λ1 = d sinθ1 / kλ2 = d sinθ2 / kλ3 = d sinθ3 / kλ4 = d sinθ4 / k计算结果：λ1 = 0.006 mmλ2 = 0.008 mmλ3 = 0.010 mmλ4 = 0.012 mm六、实验分析1. 通过实验，掌握了使用分光计和透射光栅测量光波波长的原理和方法。
2. 实验过程中，需要注意光栅的调节和光谱的观察，以保证实验结果的准确性。
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。
分光仪的使用和光栅实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除分光仪的使用和光栅实验报告篇一：物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长【实验目的】观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
【实验仪器】分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。
【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互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，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。
用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。
凡衍射角满足以下条件k=0，±1，±2，?(10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。
式（10）称为光栅方程。
式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。
当k=0时，θ=0得到零级明纹。
当k=±1，±2?时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级?明纹。
实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。
【实验内容与步骤】1．分光计的调整分光计的调整方法见实验1。
2．用光栅衍射测光的波长（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平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篇二：物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》【实验目的】观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
最新 分光计和透射光栅测光波波长实验报告-精品
分光计和透射光栅测光波波长实验报告【实验目的】观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
【实验仪器】分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。
【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互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，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。
用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。
凡衍射角满足以下条件k=0，±1，±2， (10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。
式（10）称为光栅方程。
式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。
当k=0时，θ=0得到零级明纹。
当k=±1，±2…时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级…明纹。
实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。
【实验内容与步骤】1．分光计的调整分光计的调整方法见实验1。
2．用光栅衍射测光的波长（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平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，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。
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：光栅测量波长是一种常用的实验方法，通过测量光栅衍射的干涉条纹，可以准确地得到光的波长。
本实验旨在通过实际操作，掌握光栅测量波长的原理和方法，并对实验结果进行分析和讨论。
实验装置与原理：本实验使用的装置包括光源、准直器、光栅、衍射屏等。
光源发出的光经过准直器后，射向光栅，光栅会将光分为多个光束，形成衍射现象。
当光栅上的光束经过衍射后，会在衍射屏上形成一系列干涉条纹，通过测量条纹的间距，可以计算出光的波长。
实验步骤：1. 将准直器放置在光源前，调整准直器的位置和方向，使光线尽可能平行。
2. 将光栅固定在光路上，并调整光栅与光源的距离，使光栅上的光束尽可能垂直射向光栅。
3. 在适当的位置放置衍射屏，调整衍射屏与光栅的距离，使得干涉条纹清晰可见。
4. 使用显微镜或其他测量仪器，测量干涉条纹的间距。
实验结果与分析：根据实验测量得到的数据，可以计算出光的波长。
在实验中，我们测量了不同干涉条纹的间距，并使用公式进行计算。
通过多次实验和测量，我们得到了较为准确的波长数值，并与理论值进行对比。
在实验过程中，我们还发现了一些影响测量结果的因素。
例如，光源的稳定性对实验结果有很大影响，因此在实验中需要注意光源的选择和使用。
此外，光栅的质量和光栅与光源的相对位置也会对实验结果产生影响，因此需要仔细调整和校准实验装置。
实验的意义与应用：光栅测量波长是一种常用的实验方法，具有重要的科学研究和实际应用价值。
在科学研究中，通过测量光的波长，可以进一步研究光的性质和行为，为光学领域的研究提供基础数据。
在实际应用中，光栅测量波长可以用于光学仪器的校准和调试，以及光学材料的研究和生产。
结论：通过本次实验，我们深入了解了光栅测量波长的原理和方法，并通过实际操作获得了实验结果。
实验结果与理论值相符，证明了实验方法的准确性和可靠性。
光栅测量波长是一种重要的实验方法，对于光学研究和应用具有重要意义。
用分光计测光栅常数和光波的波长
衍射光栅是一种高分辨率的光学色散元件，它广泛应用于光谱分析．随着现代技术的发展，它在计量、无线电、天文、光通信、光信息处理等许多领域中都有重要的应用．【实验目的】1．观察光栅的衍射现象，研究光栅衍射的特点．2．测定光栅常数和汞黄光的波长．3．通过对光栅常数和波长的测量，了解光栅的分光作用，并加深对光的波动性的认识．【实验仪器与用具】分光计1台，光栅1个，低压汞灯1个．【实验原理】普通平面光栅是在一块玻璃片上用刻线机刻画出一组很密的等距的平行线构成的．光波射向光栅，刻痕部分不透光，只能从刻痕间的透明狭缝中通过．因此，可以把光栅看成一系列密集、均匀而又平行排列的狭缝．图15—1光栅衍射图光照射到光栅上，通过每个狭缝的光都发生衍射，而衍射光通过透镜后便互相干涉．因此，本实验光栅的衍射条纹应看做是衍射与干涉的总效果．下面我们来分析平行光垂直射到光栅上的情况(图15－1)．设光波波长为λ，狭缝和刻痕的宽度分别为a和b，则通过各狭缝以角度φ衍射的光，经透镜会聚后如果是互相加强，在其焦平面上就得到明亮的干涉条纹．根据光的干涉条件，光程差等于波长的整数倍或零时形成亮条纹．由图15－1可知，衍射光的光程差为(a+b)sinφ，于是，形成亮条纹的条件为：(a+b)sinφ= Kλ，K = 0，±1，±2，…或d sinφ ＝Kλ．（15－1）式中，d＝a+b称为光栅常数，λ为入射光波波长，K为明条纹(光谱线)级数，φ是K级明条纹衍射角．K＝0的亮条纹叫中央条纹或零级条纹，K＝±1为左右对称分布的一级条纹，K ＝±2为左右对称的二级条纹，以此类推．光栅狭缝与刻痕宽度之和a+b称为光栅常数．若在光栅片上每厘米宽刻有n条刻痕，则光栅常数d＝(a+b)= cm．当a+b已知时，只要测出某级条纹所对应的衍射角φ，通过式(15－1)即可算出光波波长λ．当λ已知时，只要测出某级条纹所对应的衍射角φ，通过式(15—1)可计算出光栅常数．图15－2 光栅的放置在λ和a+b一定时，不同级次的条纹其衍射角不同．如a+b很小，则光栅衍射的各级亮条纹分得很开，有利于精密测量．另外，如果K和a+b一定时，则不同波长的光对应的衍射角也不同．波长愈长衍射角也愈大，有利于把不同波长的光分开．所以光栅是一种优良的分光元件．【实验内容和步骤】1．调整分光计参照实验十六．调整望远镜使其能接收平行光，且其光轴与分光计的中心轴垂直；调整载物台平面水平且垂直于中心轴；调整平行光管发出平行光，且光轴与望远镜等高同轴．2．测定光栅常数(1)放置光栅．按图15—2所示，将光栅放在载物台上，先用目视使光栅平面与平行光管光轴大致垂直(拿光栅时不要用手触摸光栅表面，只能拿光栅的边缘)，使入射光垂直照射光栅表面．(2)调节光栅平面与平行光管光轴垂直．接上目镜照明器的电源，从目镜中看光栅反射回来的亮十字像是否与分划板上方的十字线重合．如果不重合，则旋转游标度盘，先使其纵线重合(注意：此时狭缝的中心线与亮十字的纵线、分划板的纵线三者重合)，再调节载物台的调平螺钉2或3使横线重合(注意：绝不允许调节望远镜系统)，然后旋紧游标盘止动螺钉，定住游标盘，从而定住载物台．(3)观察干涉条纹．去掉目镜照明器上的光源，放松望远镜止动螺钉16，推动支臂旋转望远镜，从目镜观察各级干涉条纹是否都在目镜视场中心对称，否则调节载物台下调平螺钉l，使之中心对称，直到中央明条纹两侧的衍射光谱基本上在同一水平面为止．(4)测衍射角．①推动支臂使望远镜和度盘一起旋转，并使分划板的十字线对准右边绿色谱线第一级明纹的左边缘(或右边缘)；旋紧望远镜止动螺钉16，旋转望远镜微调螺钉，精确对准明纹的左边缘(或右边缘，注意对以后各级明纹都要对准同一边缘)，从A、B两游标读取刻度数，记为、．同理测出左边绿色谱线第一级明纹的刻度数、，则第一级明纹的衍射角为(衍射光谱对中央明纹对称，两个位置读数之差的l／2即为衍射角φ) ，如图15—3所示，，．取平均得第一级明纹衍射角的平均值：图15—3衍射角的测定将代入(15－1)式求得d1．②用上述同样的方法测得绿色谱线第二级明纹的衍射角，同理求得d2 ，则所测光栅常数3．测定待测光波的波长转动望远镜，让十字叉丝依次对准中央条纹左、右两边K＝±l、K±2的黄线亮条纹，按上述相同的方法，测出其衍射角、．由于已知d，将其代入(15－1)式，则得出λ1、λ2，故说明：为避免漏测数据，测量时也可将望远镜移至最左端，从－2、－l到＋1、＋2级依次测量．【数据记录及处理】1．测定光栅常数由式(15－1)得d＝，绿光波长．表15—1 测定光栅常数数据表计算误差：= (△为衍射角的平均误差)．结果表示d ＝±△d ＝±．2．测定黄光波长表15—2 测定黄光波长数据表计算误差：△= [△d／d ＋（cot ）△]= ，结果= ±△= ±．【注意事项】1．光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，以免弄脏或损坏．2．水银灯的紫外线很强，不可直视，以免灼伤眼睛．3．分光计各部分调节一定要细心、缓慢，如发现异常现象，要及时报告．【思考题】1．光栅光谱和棱镜光谱有哪些不同之处?2．用光栅观察自然光，看到什么现象?为什么紫光离中央0级条纹最近，红光离0级条纹最远?3．光狭缝太宽或太窄时，将会出现什么现象?为什么?4．按图15—2放置光栅有何好处?5．用光栅测定光波波长，对分光计的调节有什么要求?6．利用＝5893 的纳光垂直入射到1mm内有500条刻痕的平面透射光栅上时，最多能看到几级光谱?1．进一步熟悉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、光波波长和光栅角色散。
2019年物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长
物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长【实验目的】观察光栅的衍射光谱掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法【实验仪器】分光计透射光栅钠光灯白炽灯【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线光栅分透射光栅和反射光栅两类本实验采用透射光栅它是在一块透明的屏板上刻上大量相互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透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上凡衍射角满足以下条件k=0±1±2 (10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹其它方向的光将全部或部分抵消式（10）称为光栅方程式中d为光栅的光栅常数θ为衍射角λ为光波波长当k=0时θ=0得到零级明纹当k=±1±2…时将得到对称分立在零级条纹两侧的一级二级…明纹实验中若测出第k级明纹的衍射角θ光栅常数d已知就可用光栅方程计算出待测光波波长λ【实验内容与步骤】1．分光计的调整分光计的调整方法见实验12．用光栅衍射测光的波长（1）要利用光栅方程(10)测光波波长就必须调节光栅平面使其与平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一端置于另两个调平螺丝b、c的中点如图12所示旋转游标盘并调节调平螺丝b或c当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时如图13所示固定游标盘图12光栅支架的位置图13分划板（2）调节光栅刻痕与转轴平行用钠光灯照亮狭缝松开望远镜紧固螺丝转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2级衍射光谱调节调平螺丝a（不得动b、c）使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合即使两侧的光谱线等高重复（1）、（2）的调节直到两个条件均满足为止（3）测钠黄光的波长①转动望远镜找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/并记入表4中②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刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/并记入表4中③左转望远镜找到另一侧的一级像并使之与分划板上的中心垂线重合读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/并记入表4中3．观察光栅的衍射光谱将光源换成复合光光源（白炽灯）通过望远镜观察光栅的衍射光谱【注意事项】1．分光计的调节十分费时调节好后实验时不要随意变动以免重新调节而影响实验的进行2．实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部位不得用手触摸或纸擦以免损坏其表面刻痕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支架转动不能用手持着望远镜转动【数据记录及处理】表4一级谱线的衍射角零级像位置左传一级像位置偏转角右转一级像位置偏转角偏转角平均值光栅常数钠光的波长λ0=589·3nm根据式（10）K=1λ=dsin1=相对误差【思考题】1．什么是最小偏向角如何找到最小偏向角2．分光计的主要部件有四个分别起什么作用3．调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像4．为什么利用光栅测光波波长时要使平行光管和望远镜的光轴与光栅平面垂直5．用复合光源做实验时观察到了什么现象怎样解释这个现象。
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。
实验7 在分光计上测定光栅常数和光栅角色散及光波波长
[实验七] 在分光计上用透射光栅测定光波波长、光栅常数[实验目的]1．进一步了解分光计的调节和使用方法；2．加深对光的干涉、衍射和光栅分光作用基本原理的理解；3．学会用透射光栅测定光波波长、光栅常数和光栅角色散。
[实验仪器]分光计（编号： ）汞灯 （编号： ）钠灯 （编号： ）平面透射光栅、单缝等[实验原理]光栅相当于一组数目极多的灯宽、等距和平行排列的狭缝，有投射光栅和反射光栅两种。
如果狭缝宽度为a ，不透光的不宽度为b,则d ＝a+b 。
如图2－1所示。
设S 为L1物方焦平面上的细长狭缝光源，从L1射出的光线垂直地照射在光栅G 上，L2将与光栅法线成θ角的衍射光线汇聚于L2的像方焦平面上的P 点，则产生衍射亮条纹的条件为：λθj d =sin （j=0,±1 ,±2,.....） (2-1)上式称为光栅方程，θ角为衍射角，λ为光波波长，j为谱线级数。
因为衍射亮条纹实际上是光源狭缝的衍射像，是一条锐细的亮线，所以又称光谱线。
如果光源不是单色的，当j ＝0时，任何波长的光均满足（2－1）式，亦及在θ＝0的方向上，各种波长的光线叠加在一起，形成明亮的零级光谱。
对于j 的其他数值，同一级光谱就不只是一条谱线，不同波长的谱线由于θ不同出现在不同的方向上，因此我们将看到在衍射花样中有几组颜色，与不同的波长对应。
把波长不同的同级谱线集合的一组谱线称为光栅光谱。
图2－2为汞灯的一级光谱的主要谱线。
根据光栅方程，若光栅常数已知，在实验中测定了某谱线的衍射角和对应的光谱级j ，则可以求出该谱线的波长λ；如果波长已知，则可求出光栅常数d.将光栅方程（2－1）两边对λ微分，可得光栅角色散D ，（D 是光栅、棱镜等分光元件的重要参数）θλθcos d j d d D =＝ （2－2） 上式表明，光栅常数d 越小，角色散D 越大，光谱的级数愈高，角色散也愈大。
D 的物理意义是：对于某一级光谱，每增加单位波长的衍射角的增加量。
用透射光栅测定光波波长(精)
用透射光栅测光波波长一、实验目的1、进一步学习分光计的调整和使用。
2.加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解3 掌握用透射关光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法。
二、实验仪器分光计、钠灯、光栅等三、实验原理光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件。
它不仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波。
由于制造方法或用途不同，光栅的种类很多，有刻痕光栅和全息光栅之分；有透射光栅和反射光栅之分等等。
本实验选用透射式平面刻痕光栅，它在光栅上每毫米刻有n 条刻痕，其光栅常数d = 1/n 。
现代光栅技术可使n 多达一千条以上。
1．光栅衍射及光波波长的测定 由夫琅和费衍射理论，当波长为λ的单色光垂直入射至光栅上，满足光栅方程 λθk d =sin （ ,3,2,1,0=k ） （1）时，θ方向的光加强，其余方向的光几乎完全抵消。
式中d 为光栅常数，θ为衍射角。
若一直λ，则可求d ；若已知d ，则可求λ。
2． 光栅的角色散率光栅在θ方向的角色散率为θλθcos d k d d D == （2） 测出d 及θ，可求出该方向的角色散率D 。
四、实验内容和步骤1．调节分光计分光计的调节要求是：望远镜聚焦于无穷远；准直管发出平行光；准直管与望远镜同轴并与分光计转轴正交．调节时，首先用目视法进行粗调。
使望远镜、准直管和载物台面大致垂直于分光计转轴，然后按下述步骤和方法进行细调．(1)用自准法调节望远镜聚焦于无穷远．(2)调节望远镜主轴垂直于仪器转轴．175——图图33-5-------图33-6(3)调节分划板上十字叉丝水平与垂直．转动载物平台，从目镜中观察绿十字像是否沿叉丝水平线平行移动，若不平行，则可转动分划板套筒使其平行(注意不要破坏望远镜的调焦), 到此，望远镜已调好，可作为基准进行其它调节．(4)调节准直管发出平行光且准直管主轴与转轴垂直2、光栅位置的调节将光栅按照上面平面镜的位置放置，并与准直管尽量垂直。
一般情况下，因为光栅片与载物小平台并不垂直，因此，光栅放在已经调好的分光计上后，还要对分光计进行调节，但此时不能调节分光计的望远镜系统，只能调节载物小平台。
分光计综合实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解分光计的结构和工作原理。
2. 掌握分光计的调节和使用方法。
3. 通过观察光栅衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
4. 通过测量三棱镜的顶角和最小偏向角，计算出三棱镜材料的折射率。
二、实验原理1. 光栅衍射原理：光栅是一种分光元件，可以将不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，形成光栅衍射光谱。
光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。
光栅方程为：\[ d \sin \theta = k \lambda \]其中，d为光栅常数，θ为衍射角，k为级数，λ为光波波长。
2. 三棱镜折射率测定原理：当光线从空气射入棱镜材料时，会发生折射。
根据折射定律，折射角与入射角之间存在一定的关系。
当光线从棱镜材料射出时，再次发生折射。
通过测量入射角、折射角和最小偏向角，可以计算出棱镜材料的折射率。
三、实验仪器1. 分光计2. 透射光栅3. 钠光灯4. 白炽灯5. 三棱镜6. 双面平行面镜7. 刻度尺8. 计算器四、实验步骤1. 调节分光计：a. 将分光计放置在水平桌面上，调整底座，使望远镜和载物台处于水平状态。
b. 调节望远镜，使目镜清晰看到分划板刻度线。
c. 调节望远镜光轴垂直主轴，使反射象落在上十字线中心。
d. 调节平行光管，使其发出平行光并垂直仪器主轴。
2. 光栅衍射光谱实验：a. 将钠光灯放在分光计的载物台上，调整光栅与光轴垂直。
b. 观察光栅衍射光谱，记录各级明纹的衍射角。
c. 根据光栅方程，计算光波波长。
3. 三棱镜折射率测定实验：a. 将三棱镜放在分光计的载物台上，调整三棱镜光学侧面垂直望远镜光轴。
b. 测量三棱镜的顶角。
c. 调节入射光与棱镜材料表面垂直，记录入射角。
d. 调节出射光与棱镜材料表面垂直，记录出射角。
e. 调节入射光与出射光垂直，记录最小偏向角。
用透射光栅测光波波长
3．测定光波波长 选择汞灯光谱中的蓝色或其他颜色 的谱线进行测量，测出相应于 k = ±1 级谱线的衍射角，重复测3次后取平 均值。将测出的光栅常数 d 代入 （1）式，就可计算出相应的光波波 长。并与标称值进行比较。
4．测量光栅的角色散 用汞灯为光源，测量第2级光谱中 双黄线的衍射角，双黄线的波长差∆λ ， 汞光谱为 2.，结合测得的衍射 06nm ∆ϕ 角之差 ，求角色散 。 ∆ϕ D= ∆λ
dλ d cos ϕ
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 线之间的角距离。 由式（2）可知，光栅常量越小，角色散 愈大；此外，光谱的级次越高，角色散 也愈大。而且光栅衍射时，如果衍射角 不大，则近于不变，光谱的角色散几乎 与波长无关，即光谱随波长的分布比较 均匀，这和棱镜的不均匀色散有明显的 不同。
用透射光栅测光波波长
【实验目的】 实验目的】 1．进一步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 波波长和光栅角色散。
【仪器及用具 仪器及用具】 仪器及用具 分光计，透射光栅，汞灯等。 实验原理】 【实验原理】 光
栅 L1 L2
Pϕ
【实验内容】 实验内容】 1．分光计及光栅的调节 按分光计的要求调节好分光计。即 望远镜聚焦于无穷远；载物台、望 远镜光轴处于水平；准直管发出平 行光；望远镜和准直管共轴且与分 光计转轴正交。
2．测定光栅常数 用望远镜观察各条谱线，然后测 量相应于 k = ±1 级的汞灯光谱中的绿 线（λ = 546.1nm）的衍射角，重复测3 次后取平均值，代入（1）式， 求 出光栅常数。
ϕ
P0
根据夫琅和费衍射理论，衍射光谱中明条 纹所对应的衍射角ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ满足下列条件： （1） d sin ϕ k = ± kλ 式中 d = a + b 称为光栅常数（为狭缝宽度， 为刻痕宽度，参见图2），为光谱线的级数， 为级明条纹的衍射角，是入射光波长。该 式称为光栅方程。
分光设计实验报告心得
一、实验背景分光设计实验是光学实验中的一种基本实验，旨在通过分光元件对光进行分光，从而研究光的性质。
在本次实验中，我们采用了分光计和透射光栅等实验仪器，观察了光栅的衍射光谱，掌握了用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
二、实验目的1. 观察光栅的衍射光谱；2. 掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法；3. 加深对光栅分光原理的理解。
三、实验原理光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互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，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。
用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。
凡衍射角满足以下条件的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。
式（10）称为光栅方程。
式中d为光栅的光栅常数，为衍射角，为光波波长。
当k=0时，θ得到零级明纹。
当k=1，2时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级明纹。
实验中若测出第k级明纹的衍射角，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长。
四、实验过程1. 准备实验仪器：分光计、透射光栅、钠光灯、白炽灯等；2. 调整分光计：旋转目镜，使分划板上的十字线清晰可见；3. 将透射光栅固定在分光计的载物台上；4. 打开钠光灯，调节光栅，使光通过狭缝照射到分光计的望远镜中；5. 观察衍射光谱，记录各级明纹的衍射角；6. 根据光栅方程，计算出待测光波波长。
五、实验结果与分析1. 观察到各级明纹的衍射角，发现其与理论值相符；2. 通过计算，得到待测光波波长，与钠光灯的波长相符；3. 在实验过程中，发现调整分光计和透射光栅的位置对实验结果有较大影响，需要仔细操作。
实验七 用分光计测光栅常数和光波的波长
实验七用分光计测光栅常数和光波的波长【实验目的】1.熟悉分光计的操作2.用已知波长光光栅常数3.用测出的光栅常数测某一谱线的波长【实验仪器】分光计及附件一套，汞灯关源；光栅一片【实验原理】本实验是利用全息光栅进行测量，光源采用GD20低压汞灯，它点燃之后能发生较强的特性光谱线，在可见区辐射的光谱波长分别为5790A0，5770A0，5461A0，4358A0，4047A0。
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,······)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，通过分光计观察时如（图8-3）所示。
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。
【实验步骤】（实验之前请先看实验七附录）１、先进行目镜和望远镜的调焦；２、调整望远镜的光轴垂直于旋转主轴；３、平行光管的调焦；４、调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴；５、将平行光管狭缝调成垂直；（1-5安装时已基本调好）６、调节光栅平面，使光栅与转轴平行，且光栅平面垂直于平行光管。
调节方法：先开汞灯光源，把平行光管的狭缝照亮，把望远镜叉丝对准狭缝象，固定望远镜的锁紧螺钉。
关掉汞灯光源，开亮望远镜的照明光源，再把光栅放置在载物平台上，并使之固定（夹紧）其位置以三只调平螺钉为准如（图8-4）所示。
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分光计和透射光栅测光波波长实验报告
【实验目的】
观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。
【实验仪器】
分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。
【实验原理】
光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互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，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。
用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。
凡衍射角满足以下条件
k=0，±1，±2， (10)
的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。
式（10）称为光栅方程。
式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。
当k=0时，θ=0得到零级明
纹。
当k=±1，±2…时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级…明纹。
实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。
【实验内容与步骤】
1．分光计的调整
分光计的调整方法见实验1。
2．用光栅衍射测光的波长
（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平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，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。
物理实验报告·化学实验报告·生物实验报告·实验报告格式·实验报告模板
图12光栅支架的位置图13分划板
（2）调节光栅刻痕与转轴平行。
用钠光灯照亮狭缝，松开望远镜紧固螺丝，转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2级衍射光谱，调节调平螺丝a（不得动b、c）使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合，即使两侧的光谱线等高。
重复（1）、（2）的调节，直到两个条件均满足为止。
（3）测钠黄光的波长
①转动望远镜，找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/，并记入表4中。
②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，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/，并记入表4中。
③左转望远镜，找到另一侧的一级像，并使之与分划板上的中心垂线重合，读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/，并记入表4中。
3．观察光栅的衍射光谱。
将光源换成复合光光源（白炽灯）通过望远镜观察光栅的衍射光谱。
【注意事项】
1．分光计的调节十分费时，调节好后，实验时不要随意变动，以免重新调节而影响实验的进行。
2．实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部位，不得用手触摸或纸擦，以免损坏其表面刻痕。
3．转动望远镜前，要松开固定它的螺丝；转动望远镜时，手应持着其支架转动，不能用手持着望远镜转动。
【数据记录及处理】
表4一级谱线的衍射角
零级像位置
左传一级像
位置
偏转角
右转一级像
位置
偏转角
偏转角平均值
光栅常数
钠光的波长λ0=589·3nm
根据式（10）K=1，λ=dsin1=
相对误差
【思考题】
1．什么是最小偏向角？如何找到最小偏向角？
2．分光计的主要部件有哪四个？分别起什么作用？
3．调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作是什么？如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像？
4．为什么利用光栅测光波波长时要使平行光管和望远镜的光轴与光栅平面垂直？
5．用复合光源做实验时观察到了什么现象，怎样解释这个现象？。