光栅衍射实验实验报告.pdf

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工物系核11李敏93实验台号19

光栅衍射实验

一、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；

二、实验原理

测定光栅常数和光波波长

i

如右图所示，有一束平行光与光栅的法线成角，入

B

射到光栅上产生衍射；出射光夹角为。从点引两条垂

线到入射光和出射光。如果在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





dsinsinim

（1）

0,1,2,3

m为衍射光谱的级次，.由这个方程，知道了d,,i,中的三个量，

可以推出另外一个。

若光线为正入射，i0，则上式变为



dsinm

m（2）

其中为第m级谱线的衍射角。

m

据此，可用分光计测出衍射角，已知波长求光栅常数或已知光栅常数求

m

波长。

用最小偏向角法测定光波波长

如右图。入射光线与m级衍射光线位于光栅法线同侧，

（1）式中应取加号，即。以为

偏向角，则由三角形公式得

（3）



易得，当时，最小，记为，则变为

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



,0,1,2,3,

2dsinmm

2（4）

由此可见，如果已知光栅常数d，只要测出最小偏向角，就可以根据（4）

算出波长。

三、实验仪器

分光计

在本实验中，分光计的调节应该满足：望远镜适合于观察平行光，平行

光管发出平行光，并且二者的光轴都垂直于分光计主轴。

光栅

调节光栅时，调节小平台使光栅刻痕平行于分光计主轴。放置光栅时应

该使光栅平面垂直于小平台的两个调水平螺钉的连线。

水银灯

1.水银灯波长如下表

颜色紫绿黄红

波长/nm

2.使用注意事项

（1）水银灯在使用中必须与扼流圈串接，不能直接接220V电源，否则要烧

毁。

（2）水银灯在使用过程中不要频繁启闭，否则会降低其寿命。

（3）水银灯的紫外线很强，不可直视。

四、实验任务

（1）调节分光计和光栅使满足要求。

（2）测定i=0时的光栅常数和光波波长。

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