测定衍射光栅的光栅常数优秀课件.ppt

测定衍射光栅的光栅常数第1页，本讲稿共12页实验目的实验目的1 1、了解光栅衍射的基本原理。、了解光栅衍射的基本原理。2 2、学会光栅常数的测量方法。、学会光栅常数的测量方法。-光具座法光具座法第2页，本讲稿共12页 实验原理实验原理 光栅是一种常用的光学色散元件光栅是一种常用的光学色散元件,具有空间周具有空间周期性期性,它好象是一块由大量的等宽、等间距并相它好象是一块由大量的等宽、等间距并相互平行的细狭缝组成的衍射屏，色散率大，分辨互平行的细狭缝组成的衍射屏，色散率大，分辨本领高。可以用来直接测定光波的波长。研究光本领高。可以用来直接测定光波的波长。研究光谱线的结构和强度。标志它性质的一个重要物理谱线的结构和强度。标志它性质的一个重要物理量就是光栅常数量就是光栅常数d d，它满足的方程就是光栅方程。它满足的方程就是光栅方程。光栅常数光栅常数 d=a+b 光栅方程光栅方程 dSin=k式中式中是衍射角，是衍射角，是所用光波的波长，是所用光波的波长，k k是衍射是衍射光谱的级次。光谱的级次。k=0、1、2、3、4ab第3页，本讲稿共12页原理光路图原理光路图abLx光栅光栅光栅唱数光栅唱数 d=a+babdSinP光程差光程差第4页，本讲稿共12页 根据光栅方程，亮条纹的位置由光栅方程决根据光栅方程，亮条纹的位置由光栅方程决定，如果只考虑定，如果只考虑k=1k=1级的情况，级的情况，SinSin就是一个就是一个小量，此时小量，此时SinSintgtg,因此，光栅方程可以写因此，光栅方程可以写成成利用光栅方程，如果已知光波波长，通过测量利用光栅方程，如果已知光波波长，通过测量L L和和x,x,，就，就可以得到光栅常数可以得到光栅常数d d，反之，如果已知光栅常数，反之，如果已知光栅常数d d，同样可以计算得到光波波长。同样可以计算得到光波波长。第5页，本讲稿共12页实验仪器实验仪器1.1.光栅（光栅（2 2块）、块）、2.2.半导体激光器（半导体激光器（=6500=6500）、3.3.光具座、光具座、4.4.观察屏、观察屏、5.5.游标卡尺。游标卡尺。实验光路图实验光路图光栅光栅半导体激光器半导体激光器L0+1-1-2+2xx第6页，本讲稿共12页实验装置图实验装置图第7页，本讲稿共12页实验内容实验内容1.1.大片漂白光栅：已知光栅常数测量光波波长。大片漂白光栅：已知光栅常数测量光波波长。L 取取90cm左右左右5点，每个点，每个L 测量测量3 次次x 取平均，求出取平均，求出5 个个光波波长光波波长，计算平均光波波长及百分差。，计算平均光波波长及百分差。第8页，本讲稿共12页2.2.小片漂白光栅：已知光波波长测量光栅常数。小片漂白光栅：已知光波波长测量光栅常数。L 取大于取大于100cm的的5点，每个点，每个L 测量测量3 次次x 取平均，求取平均，求出出5 个光栅常数，计算平均光栅常数和平均光栅常个光栅常数，计算平均光栅常数和平均光栅常数的标准偏差。写出最后结果。数的标准偏差。写出最后结果。第9页，本讲稿共12页x的测量方法的测量方法2x2x2x0-1+10+1+2122x2x2x第10页，本讲稿共12页数据记录表格数据记录表格1.d=0.01mm L/cm Xi/cm /cm2.=6500 L/cm Xi/cm d/cm第11页，本讲稿共12页数据处理和误差分析数据处理和误差分析1.1.大片漂白光栅大片漂白光栅2.小片漂白光栅小片漂白光栅最后结果最后结果第12页，本讲稿共12页