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实验报告84

实验题目：单色仪的调整和使用

实验目的：了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法，通过测量钨灯、钠灯和

灯的光谱了解单色仪的特点。

实验原理：

一、光栅单色仪的结构和原理

G

M2

M1

S2

S1：入射狭缝S2：出射狭缝M1：离轴抛物镜

PMT

G：闪耀光栅M2：反光镜PMT：光电倍增管

光栅单色

仪的分光系统

N入射光

n

如图1所示，衍射光

光源或照明系-θb

-θφ

统发出的光束

θb

均匀地照亮在

d

入射狭缝S1图2闪耀光栅的工作原理

上，S1位于离轴抛物镜M1的焦平面上，光通过M1变成平行光照射到光栅上，

再经过光栅衍射返回到M1，经过M2会聚到出射狭缝S2，由于光栅的分光作用，

从S2出射的光为单色光。当光栅转动时，从S2出射的光由短波到长波依次出

现。

当入射光与光栅面的法线N的方向的夹角为φ（见图2）时，光栅的闪耀角

为θb（光栅面和光栅刻槽面的夹角，因此也是刻槽面法线和光栅面法线N和n之

间的夹角）。取一级衍射项时，对于入射角为φ，而衍射角为θ时，光栅方程式为：

d(sinφ＋sinθ)=λ

因此当光栅位于某一个角度时（φ、θ一定），波长λ与d成正比，角度的符号

规定由法线方向向光线方向旋转顺时针为正，逆时针为负。几何光学的方向为

闪耀方向，所以可以