衍射光栅实验.ppt

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1、衍射光栅实验目的n n观察光栅衍射现象，了解光栅的主要特征，加深对光栅衍射原理的理解；n n进一步熟悉和巩固分光计的调节使用；n n学会测量光栅常数，以及用光栅测光波的波长衍射光栅、光栅常数衍射光栅、光栅常数光柵常数光柵常数:实验光路光光栅栅透透镜镜屏屏幕幕原理分析l 主极大主极大(明条纹明条纹)角位置条件角位置条件l 主极大主极大(明条纹明条纹)角位置条件角位置条件根据光栅方程测量光的波长根据光栅方程测量光的波长,或者给定光的波长测量光栅常数或者给定光的波长测量光栅常数光栅光栅中央明条纹中央明条纹K=0K=0一级明条纹一级明条纹K=-1K=-1绿绿黄黄黄黄绿绿光谱分布光谱分布光栅调节n n1

2、 1、将光栅架按图放置于已调好、将光栅架按图放置于已调好的分光计的载物台上。的分光计的载物台上。图中图中a,b,ca,b,c是载物台下面三个调是载物台下面三个调节载物台倾斜度的螺丝节载物台倾斜度的螺丝,上面的活上面的活动小圆盘上有三条半径线动小圆盘上有三条半径线,转动这转动这个小圆盘个小圆盘,使三条半径线与三个螺使三条半径线与三个螺丝的位置对齐丝的位置对齐,然后将光栅片按图然后将光栅片按图中位置放好中位置放好。cab平台光栅图42 2、调节光栅平面与入射光线垂直调节光栅平面与入射光线垂直调节光栅平面与入射光线垂直调节光栅平面与入射光线垂直转动分光计的刻度盘带动载物台转动分光计的刻度盘带动载物台

3、,使光栅面与平行光管使光栅面与平行光管垂直垂直;然后转动望远镜然后转动望远镜,使望远镜中的分划板上的竖线与平行使望远镜中的分划板上的竖线与平行光管射过来的狭缝亮线相重合光管射过来的狭缝亮线相重合,再仔细转动刻度盘带动载物再仔细转动刻度盘带动载物台台,并结合调节载物台的两个螺丝并结合调节载物台的两个螺丝a a或或b,b,直到光栅面反射回来直到光栅面反射回来的小绿的小绿“+”+”字像位于分化板上方叉丝交点上。此时字像位于分化板上方叉丝交点上。此时,入射光入射光即垂直光栅面了。即垂直光栅面了。3、调节光栅刻线与分光计主轴平行。、调节光栅刻线与分光计主轴平行。在调节前可先作一定性观察。如果光栅刻线与分

4、在调节前可先作一定性观察。如果光栅刻线与分光计主轴不平行光计主轴不平行,将会发现左右衍射光线的倾斜将会发现左右衍射光线的倾斜的的,如图如图5 5所示。为此所示。为此,可通过调节平台下面的倾角可通过调节平台下面的倾角螺丝螺丝C C使左右衍射光线在水平方向高度一致。使左右衍射光线在水平方向高度一致。测量汞光谱线的衍射角测量汞光谱线的衍射角:定性观察：定性观察汞光各条衍射谱线的分布情况定性观察汞光各条衍射谱线的分布情况,衍射角衍射角的大小的大小(位置位置)与波长的关系与波长的关系,加深对光栅衍射理论加深对光栅衍射理论的理解的理解。测量汞光谱线的衍射角测量汞光谱线的衍射角:测量衍射角：测量汞光第一级(

5、k=1)所有谱线的衍射角。计算衍射角数据记录及处理数据记录及处理黄1黄2绿暗绿蓝紫注意事项n n过过“0”0”点问题点问题 :在算度数的时候在算度数的时候n n光学元件光学元件(光栅、三棱镜、平面镜等光栅、三棱镜、平面镜等)易损易碎易损易碎,必必须轻拿轻放须轻拿轻放,严禁用手触摸光学面严禁用手触摸光学面,以免弄脏或损以免弄脏或损坏，最好拿光栅的边缘坏，最好拿光栅的边缘思考题n n1.1.若平面镜两面的绿十字像，一个偏高，在水平若平面镜两面的绿十字像，一个偏高，在水平线上方距离为；另一个偏下，与水平线距离为线上方距离为；另一个偏下，与水平线距离为5a5a，应如何调节？，应如何调节？n n2.2.利用本实验装置怎样测量光栅常数？利用本实验装置怎样测量光栅常数？n n3.3.如用波长如用波长=589.3=589.3的钠光的钠光,垂直照射到内有垂直照射到内有500500条条刻线的光栅刻线的光栅 上上,这时最多能看到几级光谱？换成这时最多能看到几级光谱？换成绿光呢？绿光呢？n n4.4.如果光线不是垂直入射光栅面，对测量结果有如果光线不是垂直入射光栅面，对测量结果有什么影响？什么影响？n n5.5.复色光经过光栅衍射后形成的光谱有什么特点复色光经过光栅衍射后形成的光谱有什么特点