光栅衍射法测定光波长.ppt
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1、实验名称:,光栅衍射法测定光波长,实验目的:,熟悉分光计的调节。 理解光栅衍射现象。 学习用光栅衍射法测定光的波长或光栅常数。,实验原理及背景知识介绍:,光栅和棱镜一样,是重要的分光光学元件,已广泛应用在光栅谱仪、光栅单色仪等。光栅是一组数目极多的等宽、等距和平行排列的狭缝,分为透射光栅和反射光栅两种。本实验中用的是平面透射光栅。,实验原理及背景知识介绍:,当光垂直入射到光栅面上时,透射光在满足式: dsin=k(k=0, 1, 2, ) (1) 的衍射角方向上有亮条纹出现,(如图1)。对已知波长的光波,测出其经光栅衍射后的衍射角,并判定其级次k后,即可测出所用光栅的光栅常数d,已知光栅常数d
2、,就可以通过测出待测波长对应的衍射角后,计算出待测波长。,实验原理及背景知识介绍:,实验仪器介绍:,光栅由透光的狭缝和不透光部分构成,令a表示透光狭缝的宽度,b表示不透光部分的宽度,则光栅常数d=a+b,习惯上用单位毫米里的狭缝数目N来描述光栅特征(如图2)。光栅 常数d与N的关系为:,图2 光栅结构示意图,实验内容:,调节分光计 (1)把望远镜目镜分划板上的叉丝调节清晰; (2)把望远镜调节到适合观察平行光; (3)把望远镜的光轴调节到与仪器的主轴垂直; (4)把平行光管调节到能够出射平行光; (5)把平行光管的光轴调节到与望远镜共轴; (6)把狭缝调节成竖直状态且宽度适中。,实验内容:,光
3、波长的测量 利用分光计装置,根据光栅衍射的光路放置好光栅并观察光栅衍射现象,把分光计的望远镜分别对准 级的衍射条纹,测量出 级衍射条纹两方向对应的读数 和 ,计算出衍射角 。根据公式()可算出光波长。,实验步骤:,一调节分光计。,三测定衍射角 三计算光波长,二根据光路图放置好光栅并观察光栅衍射现象。,一、 调节分光计,1粗调 (1)目测粗调使望远镜光轴大致水平,并 粗调平行光管使其与望远镜大致共轴。 (2)调节载物台水平度调节螺丝使载物台 台面大致水平。,一、 调节分光计,2、调节望远镜 (1)目镜调焦 目镜调焦的目的是使眼睛通过目镜能很清楚地看到目镜中分划板上的刻线和叉丝。调焦办法:接通仪器
4、电源,把目镜调焦手轮旋出,然后一边旋进一边从目镜中观察,直到分划板刻线成像清晰,再慢慢地旋出手轮,至目镜中刻线的清晰度将被破坏而未被破坏时为止(如图3)。,遮光窗,图3 目镜分划板,一、 调节分光计,2、调节望远镜 (2)应用自准法对望远镜调焦,使其适合观察平行光 a、 接上电源,将分划板照亮。 b、将双面反射镜放在载物台上 (如图4)。 c、调节望远镜府仰角螺钉,寻 找经过平面镜反射回来的的 绿十字,并前后移动目镜装 置对望远镜调焦,使绿十字 叉丝成像清晰(如图5)。,图4 双面反射镜的放置,图5 双面反射镜反射 回来的绿十字,一、 调节分光计,2、调节望远镜 (3)应用各半调节法调节望远镜
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