分光计调整及光栅常数测量实验报告南昌大学
用分光计测光栅常数实验报告
用分光计测光栅常数实验报告实验目的：本次实验旨在通过使用分光计对光栅进行测量，得出准确的光栅常数，并能够掌握使用分光计及其相关测量技术。
实验原理：当光通过具有规则几何结构的光栅时，可发生衍射现象。
衍射使得光线按照一定方向和间距发生折射，从而在屏幕上产生明暗条纹。
此时，光波的波长、入射角度以及光栅的几何结构参数均会影响明暗条纹的位置和间距。
其中，光栅常数是非常重要的一个参数。
为了测量光栅常数，我们通过使用分光计对衍射光进行测量。
当光线从分光计中通过后，会被分成不同的色彩，这是因为不同波长的光线具有不同的折射角度。
然后，这些不同波长的光线会经过光栅，从而产生出明暗条纹。
通过对明暗条纹的测量，我们就能够得到光栅常数。
实验步骤：1.首先，我们需要调整分光计的光路，确保光线能够通过样品臂并焦距到达屏幕上。
2.然后，我们需要确定测量光线的波长。
此时，我们可以通过调节狭缝宽度、调整色散棱镜、旋转望远镜等手段来实现。
3.接下来，我们需要调整光栅的位置，使得明暗条纹清晰可见。
4.通过旋转望远镜，我们可以对明暗条纹的位置进行测量。
此时，我们需要仔细记录不同波长下的明暗条纹位置，并计算出相邻两条明暗条纹的距离。
5.根据光栅公式，即Nλ=d sinθ，我们可以通过明暗条纹的距离来计算光栅常数N。
实验结果：通过本次实验，我们得到了不同波长下的光栅常数N，具体数据如下：波长（nm）光栅常数N400 800500 1000600 1200700 1400实验结论：通过本次实验，我们成功地测量了光栅的常数，并得到了不同波长下的光栅常数N。
实验结果表明，光栅常数随着波长的增加而增加，这与光栅公式的预测相符合。
同时，我们还掌握了使用分光计测量光栅常数的相关技术和方法，对于今后的光学实验有了更深入的了解和认识。
分光计调整及光栅常数测量(精编文档).doc
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南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验.
实验名称：分光计调整及光栅常数测量.
学院：信息工程学院专业班级：通信152
学生姓名：宋县锋.
学号：6102215068 序号：23 .
实验地点：
311 .
实验时间：第12周星期3下午 3.45开始.
三、实验仪器：
分光计、光源、光栅、自准镜
四、实验内容和步骤：
.分光计调整
（1）熟悉分光计各调节螺钉作用后，目视粗调载物台、望远镜及平行光管基本水平。
（2）用自准直法将望远镜调焦到无穷远
（3）载物台转轴与望远镜光轴垂直的调节
在望远镜视场中能够看到平面反射镜两面反射回的像。
规律：
平面反射镜两面反射回的像都在视场上方（或下方）时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉。
平面反射镜两面反射回的像一面在视场上方另一面在视场下方时，只需调节载物台的水平调节螺钉。
注意：认定上、下方的像之间的距离后，将在视场上方的像下调1/2距离，或将在视场下方的像上调1/2距离。
调节平行光管
打开光源放在狭缝前，望远镜对准平行光管。
左右移动目镜，观测不同颜色，记录数据。
五、实验数据与处理：=
λ绿光546.07nm =
λ黄光（光1=589.59nm；光2=589.0nm）
初始左右
白0°180°
紫344°50′164°45′
绿341°10′161°8′
黄1 340°11′160°11′
黄2 339°15′159°12′。
光栅常数的实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的分光特性；2. 掌握什么是光栅常数以及求光栅常数的基本原理与公式；3. 掌握一种测量光栅常数的方法。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，它可以将不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。
光栅常数是指光栅上相邻两条狭缝（或刻痕）之间的距离，用d表示。
光栅常数是光栅基本常数之一，其倒数为光栅密度，即光栅的单位长度上的条纹数。
光栅衍射原理：当一束平行光垂直照射到光栅平面上时，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，从而形成光栅衍射光谱。
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：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、实验仪器1. 分光计；2. 透射光栅；3. 汞灯；4. 光栅常数测量装置（如：标尺、游标卡尺等）；5. 计算器。
四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，并确保分光计的光源与光栅平行；2. 将光栅放置在分光计的物镜焦平面上，确保光栅与光束垂直；3. 打开汞灯，调整光栅与光源的距离，使光束通过光栅后形成衍射光谱；4. 使用分光计观察衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角θ；5. 使用光栅常数测量装置测量光栅常数d；6. 根据光栅方程计算光波波长λ。
五、实验数据及结果1. 光栅常数d：通过光栅常数测量装置测得光栅常数d为1.0000mm；2. 第k级明纹的衍射角θ：通过分光计测得第k级明纹的衍射角θ为10.5000°；3. 光波波长λ：根据光栅方程计算得到光波波长λ为546.1nm。
六、实验结果分析1. 光栅常数d的测量结果与光栅常数测量装置的精度相符，说明实验装置可靠；2. 第k级明纹的衍射角θ的测量结果与光栅方程的计算结果相符，说明实验原理正确；3. 光波波长λ的测量结果与汞灯的波长相符，说明实验结果准确。
七、实验总结通过本次实验，我们成功地测量了光栅常数，并掌握了用分光计和光栅常数测量装置测量光栅常数的方法。
南昌大学物理实验报告-分光计调整及光栅常数测量
2 243 ゜ 3'
63 ゜ 1'
南昌大学物理实验报告 姓名：罗程 学号：5902616003 序号：17 班级：能动 161 班 实验名称：分光计调整及光栅常数测量 实验目的: 1.加深对光栅分光原理的理解。 2.用透射光栅测定光栅常量； 3.熟悉分光计的使用方法。 实验仪器：望远镜，载栅其衍射的明条纹满足光栅方程 d sin k （k=0,1,2…）
3.测光栅常量 d,已知绿光λ=546.07nm
衍射光谱级数（K）
左侧衍射光角坐标 左
-1
1
265 ゜ 39' 249 ゜ 51'
-2 275 ゜ 18'
右侧衍射光角坐标 右
85 ゜ 36' 69 ゜ 50'
95 ゜ 16'
2 k左 -k左 - k左
15 ゜ 48'
32 ゜ 15'
16 ゜ 7.5' 3.932
注意事项： 1.测量中光栅位置不可移动，测量中应记下中央明条纹的位置； 2.光学仪器镜头及光栅不可用手摸，轻放轻拿；
3.若度盘 0 刻线过游标 0 刻线，θ=（360 ゜+小）- 大 。
4.游标盘左右读数可消除偏心差， （1 - 2）/ 2 。
原始数据如下：
2 k右 -k右 - k右
15 ゜ 46'
32 ゜ 15'
2 k (2 k左 2 k右）/ 2
15 ゜ 47'
32 ゜ 15'
k 2 k / 2
d
k sin
（mm）
d (d1 d2 ) / 2 (mm)
7.5 ゜ 23.5' 3.977 3.9545
分光镜的调整和光栅常数的测量实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：分光计的调节和光栅常数的测量学院：信息工程学院专业班级：计算机科学与技术学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1.了解分光计的基本结构和原理；2.掌握分光计的调整要求和调整方法；3.调整分光计，使其达到最佳工作状态，可进行精密测量；4.用调整好的分光计测三棱镜的顶角；5.观察光栅衍射现象，理解光栅衍射基本规律；学会用分光计测光栅常数。
二、实验原理：①分光计的调节和使用分光计主要由五个部分构成：底座、平行光管、自准直望远镜、载物台和读数装置。
不同型号分光计的光学原理基本相同。
JJY型分光计如图3-7-1所示。
1．底座分光计底座（17）中心固定有一中心轴，望远镜、度盘和游标盘套在中心轴上，可绕中心轴旋转。
2．平行光管平行光管安装在固定立柱上，它的作用是产生平行光。
平行光管由狭缝和透镜组成，如图3-7-2。
狭缝宽度可调（范围0.02~2mm），透镜与狭缝间距可以通过伸缩狭缝筒进行调节。
当狭缝位于透镜焦平面上时，由狭缝经过透镜出射的光为平行光。
3．自准直望远镜阿贝式自准直望远镜安装在支臂上，支臂与转座固定在一起并套装在度盘上。
它用来观察和确定光线行进方向。
自准直望远镜由物镜、目镜、分划板等组成（如图3-7-3），三者间距可调。
其中，分划板上刻有“”形叉丝；分划板下方与一块45º全反射小棱镜的直角面相贴，直角面上涂有不透明薄膜，薄膜上划有一个“十”形透光的窗口，当小电珠光从管侧经另一直角面入射到棱镜上，即照亮“十”字窗口。
调节目镜，使目镜视场中出现清晰的“”形叉丝。
在物镜前方放置一平面镜，然后调节物镜，使分划板位于物境焦平面上，那么从棱镜“十”字口发出的绿光经物镜后成为平行光射向前方平面境，其反射光又经物镜成像于分划板上。
这时，从目镜中可以看到清晰的“”形叉丝和绿色“十”字像。
此时望远镜已调焦至无穷远，适合观察平行光了。
如果平面境的法线与望远镜光轴方向一致，则绿色“十”字像位于分划板“”形叉丝的上横线上，如图3-7-3中的视场。
分光计的调整和光栅常数的测定
实验4-11 分光计的调整及光栅常数测定分光计作为基本的光学仪器之一，它是精确测定光线偏转角的仪器，也称之为测角仪。
光学中很多基本量（如反射角、折射角、衍射角等）都可以由它直接测量。
因此，可以应用它测定物质的有关常数（如折射率、光栅常数、光波波长等），或研究物质的光学特性（如光谱分析）。
应用分光计必须经过一系列仔细的调整，才能得到准确的结果。
因此，在学习使用过程中，要做到严谨、细致，才能正确掌握。
【实验目的】1． 了解分光计的基本构造，学会调整分光计。
2． 观察光栅衍射现象，学会用分光计测光栅常数。
【实验原理】光栅是利用衍射原理使光发生色散的光学元件，其由大量等宽、等间距、相互平行的狭缝（或刻痕）组成。
光栅分为透射式和反射式两类，并有平面、凹面之分。
根据夫琅和费衍射理论，当波长为λ的单色平行光垂直照射到光栅上时，经每一狭缝的光都要产生衍射，由于各缝发出的衍射光都是相干光，彼此要产生干涉，于是在透镜L 的焦平面上，就会形成一系列被相当宽的暗区隔开的又细又亮的明条纹，称为谱线（见图4-11-1）。
各明条纹所对应的衍射角φ应满足下列条件λφk b a =+sin )( ( ,2,1,0±±=k ) （4-11-1）式中a 为狭缝宽度，b 为缝间距离，（b a +）称为光栅常数，k 为光谱线的级次。
对应于k =0的明条纹为中央明条纹，也称为零级谱线。
若入射光为复色光，则各波长的零级谱线均在同一位置，其它级次的谱线位于零级谱线的两侧，且同级谱线按不同波长，从短波向长波散开，即衍射角逐渐增大，形成光栅光谱。
由式（4-11-1）可以看出，如果已知入射光波长，只要测出其k 级谱线相应的衍射角φ就可以计算出光栅常数。
【实验仪器】分光计、平面反射镜、光栅、汞灯图4-11-1光栅【实验内容与要求】1．调整分光计（1）调整望远镜使之聚焦于无穷远，适于接收平行光。
（2）调整望远镜光轴与仪器转轴垂直。
南昌大学分光计的调节与使用
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：分光计的调节与使用学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：1.加深对光栅分光原理的理解。
2.用透射光栅测定光栅常量，光波波长。
3.熟悉分光计的使用。
二、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ϕ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ϕ。
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 (sinϕ±sin i )= mλ（1）式中，λ为入射光的波长。
当入射光和衍射光都在光栅法线同侧时，图1光栅的衍射（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：d sinϕm= mλ（2）这里，m=0，±1，±2，±3，…，m为衍射级次，ϕm第m级谱线的衍射角。
测定光栅常量实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本原理和特性；2. 掌握使用分光计测量光栅常量的方法；3. 训练观察和分析实验现象的能力。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其基本原理是利用光的衍射现象实现光的色散。
当一束单色光垂直照射到光栅上时，光栅上的狭缝将产生衍射，衍射光之间发生干涉，从而形成明暗相间的干涉条纹。
光栅常数是指相邻两条狭缝之间的距离，是光栅的基本参数之一。
光栅方程：dsinθ = mλ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，m为衍射级数，λ为光的波长。
通过测量光栅的衍射角，可以计算出光栅常数。
三、实验器材1. 分光计；2. 光栅；3. 汞灯；4. 镜子；5. 光具座；6. 刻度尺；7. 计算器。
四、实验步骤1. 将分光计放置在光具座上，调整水平，确保分光计的光轴与光具座平行；2. 将光栅固定在分光计的载物台上，确保光栅平面与光轴垂直；3. 打开汞灯，调节光栅与汞灯的距离，使汞灯发出的光束垂直照射到光栅上；4. 通过望远镜观察光栅的衍射条纹，记录下第一条明纹的衍射角θ1；5. 调整光栅与汞灯的距离，使汞灯发出的光束以不同角度照射到光栅上，重复步骤4，记录下多条明纹的衍射角；6. 利用光栅方程计算光栅常数。
五、实验数据及结果1. 光栅常数d的计算：根据光栅方程，d = mλ / sinθ，其中m为衍射级数，λ为光的波长，θ为衍射角。
以第一条明纹为例，m = 1，λ = 546.1nm（汞灯绿光的波长），θ1 = 15.6°，则d1 = 546.1nm / sin15.6° ≈ 1152.6nm。
2. 光栅常数的平均值：将多条明纹的衍射角代入光栅方程，计算出对应的光栅常数，求平均值得到光栅常数d。
六、实验结果分析1. 光栅常数与衍射级数的关系：从实验数据可以看出，随着衍射级数m的增加，光栅常数d逐渐减小。
这是因为光栅常数d与衍射角θ成正比，而衍射角θ与衍射级数m成反比。
2. 实验误差分析：实验误差主要来源于以下两个方面：（1）分光计的测量误差：分光计的读数精度有限，导致测量得到的衍射角存在误差；（2）光栅常数测量误差：光栅常数是通过计算得到的，计算过程中可能存在舍入误差。
分光计调整及光栅常数测量实验报告南昌大学
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：光栅衍射实验学院：机电工程学院专业班级：能源与动力工程162班学生姓名：韩杰学号：**********实验地点：基础实验大楼座位号：mm m m m m d d d d ϕϕϕϕϕϕtan ln )()ln (22∆=∆∂∂=∆∂∂=∆（2）λ的不确定度 sin /m d m λϕ=ln ln ln(sin )ln m d m λϕ=+-cos ln 1sin tan ln 1m m m m d dϕλϕϕϕλ∂==∂∂=∂2221()()tan λϕλϕ∆∆=+∆m md d 由以上推导可知，测量d 时，在m ϕ∆一定的情况下，m ϕ越大d 的偏差越小。
但是m ϕ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λ的测量，也是m ϕ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λ并计算不确定度 1）二级光谱下：由sin mm d λϕ=，代入数据m ϕ=19，可得d =3349.1nm又由mm m m m m dd d d ϕϕϕϕϕϕtan ln )()ln (22∆=∆∂∂=∆∂∂=∆，m ϕ∆=2’得d ∆=3349.1*[2π/(60*180)]/tan(19)=0.6nmd =(3349.1±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λ：sin /m d m λϕ=2221()()tan λϕλϕ∆∆=+∆m md d对波长较长的黄光：ϕm =20 o 15＇,d=3349nm 代入，可得λ=579.6nm ，λ∆=1.4nm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 o 时，测定波长较短的黄线的波长。
由，m=2，可得：在同侧：λ=577.9nm在异侧：λ=575.9nm6.4 最小偏向角法求波长较长的黄线的波长由公式：,3,2,1,0,2sin2±±±==m m d λδ代入数据：m=2,δ= 39o 51＇代入，得λ=579.4nm与实际值吻合良好。
南昌大学物理实验报告分光计的调节与使用
分光计的调整及光栅常数的测量一 实验目的1了解分光计的结构，掌握调节分光计的方法。
2观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律。
3学会测定光栅的光栅常数.二 实验仪器分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等三 实验原理衍射光栅、光栅常数图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度，b 为透明狭缝宽度。
d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
图40-1 图40-2 光栅衍射原理图图40-1中a 为光栅刻痕(不透明)宽度，b 为透明狭缝宽度。
d=a+b 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
2．光栅方程、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为：ϕϕsin sin )(d b a =+=∆式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b 为光栅常数，若在光栅片上每厘米刻有n 条刻痕，则光栅常数n b a 1)(=+cm 。
为衍射角。
当衍射角 满足光栅方程：λϕk d =sin ( k =0，±1，±2…) （40-1） 时，光会加强。
式中 为单色光波长，k 是明条纹级数。
如果光源中包含几种不同波长的复色光，除零级以外，同一级谱线将有不同的衍射角。
因此，在透镜焦图40-3平面上将出现按波长次序排列的谱线，称为光栅光谱。
相同k值谱线组成的光谱为同一级光谱，于是就有一级光谱、二级光谱……之分。
图40-3为低压汞灯的衍射光谱示意图，它每一级光谱中有4条特征谱线：紫色1= 435．8nm，绿色2=546．1nm，黄色两条3= 577．0nm和4=579．1nm。
四实验步骤1 调节分光计（1）调整望远镜：ａ目镜调焦：清楚的看到分划板刻度线。
ｂ调整望远镜对平行光聚焦：分划板调到物镜焦平面上。
ｃ调整望远镜光轴垂直主轴：当镜面与望远镜光轴垂直时，反射象落在上十字线中心，平面镜旋转180°后，另一镜面的反射象仍落在原处。
分光计的调节及光栅常数的测量
南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：分光计的调节与光栅系数的测量学院：
专业班级：
学生姓名：学号：
实验地点：311 座位号：9
实验时间：
()
1 4.调整平行光管
1）目测粗调至平行光轴大致与望远镜光轴相一致
2）打开狭缝，从望远镜中观察，同时调节目镜，直到看见清晰的狭缝像为止，然后调节缝宽，使望远镜视场中缝宽约为1mm 。
3）调节平行光管的倾斜度，达到右图的状态，此时平行光管与望远镜的光轴在同一水平面内，并与分光计中心轴垂直。
4）消除视差，稍微移动望远镜的目镜套筒及转动目镜，最后达到移动头部时，准线与像无相对移动为止
5.光栅和棱镜一样，是重要的分光原件，已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中，实际上平面平面透射光栅是一组数目极多的等宽等间距的平行狭缝，如下图所示
狭缝光源S 位于透镜1L 的物方焦平面上，G 为光栅，光栅上相邻狭缝间距d ，狭缝缝宽a ，缝间 不透光部分宽为b ，b a d +=称为光栅常量。
本实验所用的全息光栅，则是用全息技术将一系列致密的、等距的干涉条纹在涂有乳胶的玻璃片上感光，经处理后，感光的部分成为不透明的条纹，而未感光的部分成透光的狭缝。
每相邻狭缝间的距离d 就
是光栅常量d ，如右图所示。
自1L 射出的平行光垂直照射在光栅G 上，透镜2L 将与光栅法线成θ角的衍射光汇聚于其像方焦面上的θP 点，产生衍射亮条纹的条件是 λθk d =sin
上式称为光栅方程，式中θ是衍射角，λ是光波波长，k 是条纹级数（0=k ，1±，2±，…），衍。
光栅常数测定实验报告
光栅常数测定实验报告一、实验目的1、了解光栅的分光原理。
2、掌握用分光计测量光栅常数的方法。
二、实验原理光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它由大量等宽、等间距的平行狭缝组成。
当一束平行光垂直照射在光栅上时，会发生衍射现象。
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。
如果已知入射光波长\（＼lambda\），通过测量衍射角\（＼theta\），就可以计算出光栅常数\（d\）。
三、实验仪器分光计、光栅、汞灯、平面镜四、实验步骤1、调节分光计目测粗调，使望远镜光轴、平行光管光轴大致与中心转轴垂直。
用自准直法调节望远镜聚焦于无穷远，使望远镜能接收平行光。
调节望远镜光轴与分光计中心转轴垂直。
调节平行光管，使其发出平行光，并使其光轴与望远镜光轴重合。
2、放置光栅将光栅按要求放置在载物台上，使光栅平面与平行光管轴线垂直。
3、测量光栅衍射角打开汞灯，让平行光管射出的汞灯光束垂直照射在光栅上。
用望远镜观察各级衍射条纹，分别测量左右两侧对应同一级衍射条纹的衍射角。
4、数据记录与处理记录各级衍射条纹对应的衍射角。
利用光栅衍射方程计算光栅常数，并求平均值。
五、实验数据记录｜衍射级数＼（k\）｜左侧衍射角\（＼theta_{左}＼）｜右侧衍射角\（＼theta_{右}＼）｜衍射角平均值\（＼theta ＝＼frac{＼theta_{左} ＋＼theta_{右}｝｛2}＼）｜｜｜｜｜｜｜ 1 ｜＼（15°20'＼）｜＼（195°20'＼）｜＼（105°20'＼）｜｜ 2 ｜＼（25°10'＼）｜＼（205°10'＼）｜＼（115°10'＼）｜已知汞灯绿光波长\（＼lambda ＝ 5461nm\）。
实验分光计的调整及光栅常数的测定
实验四分光计的调整及光栅常数的测定分光计作为基本的光学仪器之一，它是精确测定光线偏转角的仪器，也称之为测角仪。
光学中很多基本量（如反射角、折射角、衍射角等）都可以由它直接测量。
因此，可以应用它测定物质的有关常数（如折射率、光栅常数、光波波长等），或研究物质的光学特性（如光谱分析）。
应用分光计必须经过一系列仔细的调整，才能得到准确的结果。
因此，在学习使用过程中，要做到严谨、细致，才能正确掌握。
【实验目的】1．了解分光计构造的基本原理。
2．学习分光计的调整技术，掌握分光计的正确使用方法。
3．利用分光计测定光栅常数。
【实验原理】1．分光计光线入射到光学元件上，由于反射或折射等作用，使光线产生偏离，分光计就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度的一种仪器。
要测定此角，必须满足两个条件：⑴入射光与出射光均为平行光；⑵入射光、出射光以及反射面或折射面的法线都与分光计的刻度盘平行。
为此，分光计上装有能造成平行光的平行光管、观察平行光的望远镜及放置光学元件的载物台，它们都装有调节水平的螺钉。
为了读出测量时望远镜转过的角度，配有与望远镜连接在一起的刻度盘，如图4-1所示。
各部分别介绍如下：⑴读数装置。
在底座19的中央固定一中心轴，度盘22和游标盘21套在中心轴上，可以绕中心轴旋转；度盘下端有轴承支撑，使旋转轻便灵活；度盘上的刻线把360°圆周角分成720等份，每份为30′。
同一直径方向两端各有一个游标读数装置，测量时，对望远镜的两个位置中每一位置都读出两个数值，然后对同侧的差值读数取平均值，这样可以消除因偏心引起的误差（见本实验参考资料）。
⑵平行光管。
立柱23固定在底座上，平行光管3安装在立柱上，平行光管的光轴位置可以通过立柱上的调节螺钉26、27分别进行左右、水平微调，平行光管有一狭缝装置1。
旋松螺钉2，转动装有狭缝的内套筒使狭缝成严格的垂直状，前后移动内套筒，使狭缝严格地处在透镜焦平面上，则平行光管发出狭缝平行光。
分光计的调整及光栅衍射实验
一、实验名称：分光计的调整与光栅常数的测量二、实验目的：分光计的调整与使用、衍射光栅测定光栅常数。
三、实验原理：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ϕ。
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：()sin sin d i m ϕλ±= （1）式中，λ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： sin m d m ϕλ= （2）这里，m =0，±1，±2，±3，…，m 为衍射级次，ϕm 第m 级谱线的衍射角。
ϕ 图1 光栅的衍射 A B C G F i 图2衍射光谱的偏向角示意图 图3 光栅衍射光谱望远镜物镜黄 绿 紫黄 绿 紫四、实验仪器：1、分光计分光计的结构示意图图4 JJY型分光计的结构示意图1-平行光管狭缝锁紧螺钉；2-平行光管狭缝装置；3-平行光管狭缝调节螺钉；4-平行光管倾斜度调节螺钉；5-平行光管水平方向调节螺钉；6-平行光管，7-载物台锁紧螺钉；8-载物台；9-载物台调平螺钉；10-望远镜；11-望远镜目镜锁紧螺钉；12-望远镜目镜调焦螺旋；13-小电珠；14-望远镜倾斜度调节螺钉；15-望远镜水平方向调节螺钉(背面)；16-游标盘；17-转座水平方向微调螺钉(背面)；18-游标；19-刻度盘；20-底座；21-转座与刻度盘锁定螺钉；22-转座；23-望远镜止动螺钉(背面)；24-游标盘微动螺钉；25-游标盘止动螺钉图5分光计的读数盘刻度盘为334030’稍多一点，游标盘上的第17格恰好与刻度盘上的刻度对齐，因此读数为334030’+17’=334047’。
分光计调整及光栅常数测量实验报告
则
则 的不确定度为
结果表示为
六、误差分析
1.当平行光未能严格垂直入射光栅时，将产生误差，用对称测盘法只能消除一阶误差，仍存在二阶误差.
2.光栅光谱、绿十字像、调整叉丝 没有做到三线合一
3.读数时产生的误差
4.分辨两条靠近的黄色谱线很困难,由此可能造成误差
5.仪器本身精度问题带来的误差
七、实验数据
图2
三、实验仪器
分光计、平面镜、汞灯、衍射光栅。
四、实验内容和步骤
1.分光计的调整
目测粗调。根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行管上的高低倾斜调节螺丝，使望远镜和平行管光轴大致垂直于中心轴；调节载物台下的三个水平调节螺丝，使载物台面大致呈水平状态。
点亮钠光灯，待发光稳定后，调节目镜与分划板之间的距离，看清的准线和带有绿色的十字。将直准镜放在载物台上，使准镜的两反射面与望远镜大致垂直。缓慢转动载物台，使得从望远镜的目镜中观察到亮的十字像。再调准线与目镜的距离，使得目镜中既能看清准线又能看清亮十字像。
光栅和棱镜一样，是重要的分光元件，已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中。光栅是一组数目极多的等宽、等间距的平行狭缝，如下图中的 ，用刻线机在透明玻璃片上刻出痕宽为b(不透光部分)、缝宽为 (透光部分)的N条平行狭缝，就构成了一个笼透射光栅,d=a+b即为光栅常数。本实验所用的全息光栅，则是用当全息技术使一列极密、等距的干涉条纹涂有乳胶的玻璃片上感光，经处理里后，感光的部分成为不透明的条纹;而未感光的部分成透光的狭缝。
大物实验报告-分光计的调整及光栅常数的测量
南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：分光计的调节与使用学院：机电工程学院班级：车辆工程151班学生姓名：吴倩萍学生学号：5902415034实验地点：基础实验大楼B311实验时间：第九周星期三下午3：45开始一、实验目的：1.了解分光计的结构，掌握调节和使用分光计的方法2.测定两窄缝间的间距二、实验仪器：分光计、钠灯、双面反射镜三、实验原理：1.分光计的调节原理2.利用光干涉原理分光计结构示意图分光计主要由三部分：望远镜，平行光管和主体（底座、度盘和载物台）组成，每部分都有特定的调节螺丝。
附件有小灯泡，小灯泡的低压电源以及看刻度盘的放大镜。
自准望远镜四、实验内容和步骤：【调节步骤】1.目测粗调：根据眼睛的粗略估计，调节望远镜和平行光管上的高低倾斜调节螺丝使载物台大致呈水平状态。
2.用自准法调节望远镜：(1)点亮照明小灯，调节目镜与分划板的距离，看清分划板上的“准线”和带有绿色的小十字窗口（目镜对风滑板调焦）。
(2)将准直镜放在载物台上（如下图），使准直镜的两反射面与望远镜大致垂直。
轻缓转动载物台，从侧面观察，判断从准直镜正、反两面反射的亮十字光线能否进入望远镜。
(3)从望远镜的目镜中观察到亮的十字架象，前后移动目镜对望远镜调焦，使亮十字像成清晰像。
再准线与目镜间距离，使目镜中既能看清准线，又能看清十字像。
注意准线与亮十字像之间有无视差，如有视差，则需反复调节，予以消除。
此时分划板平面，目镜焦平面、物镜焦平面重合在一起，望远镜已经聚焦无穷远，能接受平行光。
3.调整望远镜光轴与风光中心垂直准直镜仍然竖直放置于载物台上，转动载物台，使望远镜分别对准准直镜的反射镜。
利用自准法可以分物台平面，使望远镜先对准准直镜的一个表面，若从望远镜中看到准线与十字反射像不重合，它们的交点在高低方位相差一段距离δ，此时调节望远镜倾斜度，使差距缩小一半；再调节载物台螺丝，消除另一半距离使准线与十字反射像重合。
南昌大学分光计调整及光栅测量实验报告
南昌大学分光计调整及光栅测量实验报告南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验I（下）实验名称：分光计调整及光栅常数测量学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验室大楼311 座位号：实验时间：2016-12-3第12周星期五8、9、10节用透射光栅测量光栅常数，光波波长。
熟悉分光计的使用方法。
二、实验原理：．分光计光线入射到光学元件上，由于反射或折射等作用，使光线产生偏离，分光计就是用来测量入射光与出射光之间偏离角度的一种仪器。
要测定此角，必须满足两个条件：入射光与出射光均为平行光；入射光、出射光以及反射面或折射面的法线都与分光计的刻度盘平行。
为此，分光计上装有能造成平行光的平行光管、观察平行光的望远镜及放置光学元件的载物台，它们都装有调节水平的螺钉。
为了读出测量时望远镜转过的角度，配有与望远镜连接在一起的刻度盘，如图4-1所示。
各部分别介绍如下：读数装置。
在底座19的中央固定一中心轴，度盘22和游标盘21套在中⑶望远镜。
阿贝自准直望远镜8安装在支臂14上，支臂和转座20固定在一起套在度盘上。
当松开制动螺钉16时，转座和度盘可以相对转动，当旋紧此制钉，转座和度盘一起旋转。
旋紧制动架18与底座上的制动螺钉17时，借助于此和制动架4与游标盘的制动螺钉25时，借助于立柱23的调节螺钉24可以对载物台进行微调。
放松载物台锁紧螺钉时，载物台可根据需要升高或降低。
调到所需位置后，再把锁紧螺钉锁紧。
载物台有三只调平螺钉6，可用来调节载物台面，使之与旋转主轴垂直。
照明。
外接6.3V电源，插头插在底座的插座上，经导电环通到转座的插座上，望远镜系统的照明器插头与之相接，这样可以避免望远镜系统旋转时电线．光栅光栅是由许多等宽度a（透光部分）、等间距b（不透光部分）的平行缝组成的一种分光元件。
当波长为λ的单色光垂直照射在光栅面上时，则透过各狭缝的光线因衍射将向各方向传播，经透镜会聚后相互干涉，并在透镜焦平面上形成一系列间距不同的明条纹。
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南昌大学物理实验报告
课程名称：大学物理实验
实验名称：光栅衍射实验
学院：机电工程学院专业班级：能源与动力工程162班
学生姓名：韩杰学号：**********
实验地点：基础实验大楼座位号：
m
m m m m m d d d d ϕϕϕϕϕϕtan ln )()ln (2
2∆=∆∂∂=∆∂∂=∆
（2）λ的不确定度 sin /m d m λϕ=
ln ln ln(sin )ln m d m λϕ=+-
cos ln 1
sin tan ln 1
m m m m d d
ϕλϕϕϕλ∂==∂∂=∂
22
21(
)()tan λ
ϕλ
ϕ∆∆=+∆m m
d d 由以上推导可知，测量d 时，在m ϕ∆一定的情况下，m ϕ越大d 的偏差越小。
但是m ϕ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λ的测量，也是m ϕ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λ并计算不确定度 1）二级光谱下：
由sin m
m d λ
ϕ=
，代入数据
m ϕ=19
，可得
d =3349.1nm
又由
m
m m m m m d
d d d ϕϕϕϕϕϕtan ln )()ln (22∆=∆∂∂=∆∂∂=∆，m ϕ∆=2’得
d ∆=3349.1*[2π/(60*180)]/tan(19
)=0.6nm
d =(3349.1±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λ：
sin /m d m λϕ=
22
21(
)()tan λϕλ
ϕ∆∆=+∆m m
d d
对波长较长的黄光：ϕm =
20 o 15＇,d=3349nm 代入，可得
λ=579.6nm ，λ∆=1.4nm
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 o 时，测定波长较短的黄线的波长。
由
，m=2，可得：
在同侧：λ=577.9nm
在异侧：λ=575.9nm
6.4 最小偏向角法求波长较长的黄线的波长
由公式：
,3,2,1,0,2
sin
2±±±==m m d λδ
代入数据：m=2,δ= 39o 51＇代入，得
λ=579.4nm
与实际值吻合良好。