用分光计测光栅常数.ppt

实验目的 掌握分光计的测量原理及调节方法。 学会使用分光计和光栅测定光栅常数、波长及角色散率。 实验仪器 分光计、双反平面镜、平面透射光栅和汞灯。 汞光灯也叫水银灯，它是充入稀薄汞蒸汽而制成的放电管，能发出若干种不同波长的可见光。 1.分光计的结构 2.分光计的调节 测量前应调节分光计，达到： 望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。 平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。 待测光学元件的表面与中心转轴平行。 1) 目视粗调 载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例 2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远 观察不到反射像的原因 目镜中观察到的叉丝和透光窗中绿色十字的像模糊。（转动目镜调节鼓轮） 望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒 ） 平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。 3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直 载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节 4) 调节平行光管 平行光管由狭缝和准直透镜组成。 3.分光计的测量原理 读数方法 实验原理 实验内容 1、调节分光计 2、用透射光栅测光栅常数： 测波长λ＝546.1nm的绿色谱线的 级之间的夹角 ，求出平均值，代入公式（1）求出d。 数据处理 按照书上的要求处理实验数据。 * 大连民族学院大学物理实验教学中心 * 实验25 用分光计测光栅常数 Experiment of grating parameter using spectrometer 实验目的 实验仪器 思考问题 实验原理 实验内容 数据处理 ⑤ 调节望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉 望远镜支架 平行光管水平调节螺钉 望远镜水平调节螺钉 ④ 松开望远镜锁紧螺钉 ③ 松开 游标盘锁紧螺钉 锁紧 载物台升降锁紧螺钉 ② 调节 载物盘水平调节螺钉 ① 移动底座 平面镜两侧面的反射像分别位于 和 时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉 d d 平面镜两侧面的反射像同时位于 或 时，只需调节载物盘的水平调节螺钉 d d ⑵ 叉丝像 分划板视场 透光窗 反射像 旋转目镜调节鼓轮 ⑴ 伸缩目镜筒 ⑶ 俯视 侧视 转动载物台或望远镜 调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉 ①放置平面镜 ②拨动 游标盘 ③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉 A B C d 调节望远镜俯仰调节螺钉 调节载物盘水平调节螺钉 d/2 松开狭缝锁紧螺钉 前后移动狭缝 ① 转动狭缝 调节平行光管俯仰调节螺钉 ② 转动狭缝 锁住狭缝锁紧螺钉 ③ 狭缝 锁紧螺钉 俯仰调节螺钉 δ 平行光管 α2 β2 望远镜 平行光管 α1 β1 望远镜 主刻度盘 游标盘 游标窗口 233o 13? x f 0 φ 屏 二级谱 一级光谱 复色光 若将平行光垂直照射在光栅上，光栅衍射明 纹的条件是衍射角φ必须满足光栅方程 式中 称为光栅常数， ， 为每毫米上狭缝数目，λ为入射光波长，k为谱线级数，φk为k级谱线对应的衍射角。若已知λ ，并测出衍射角φk，即可求得光栅常数d=a+b。 本实验汞光灯发出六种不同波长的可见光，每一级谱线都因对应的衍射角不同而相互分开。其中有紫、绿、黄1、黄2四条强线，另一紫是中强线，兰是弱线。 右侧衍射光方位角 左侧衍射光方位角 2 -2 1 -1 衍射光谱级次 3、测角色散率 分别测出双黄线λ2， λ3的衍射角 ，计算出它们的波长，则 右侧衍射光方位角 左侧衍射光方位角 λ3 （-2级） λ3 （2级） λ2 （-2级） λ2 （2级） 波长 数据记录表格：（衍射光谱级次k=2）