用分光计测光栅常数-详细讲解

大连民族学院大学物理实验教学中心实验25用分光计测光栅常数Experimentofgratingparameterusingspectrometer实验目的实验仪器思考问题实验原理实验内容数据处理大连民族学院大学物理实验教学中心实验目的掌握分光计的测量原理及调节方法。学会使用分光计和光栅测定光栅常数、波长及角色散率。大连民族学院大学物理实验教学中心实验仪器分光计、双反平面镜、平面透射光栅和汞灯。汞光灯也叫水银灯，它是充入稀薄汞蒸汽而制成的放电管，能发出若干种不同波长的可见光。大连民族学院大学物理实验教学中心1.分光计的结构大连民族学院大学物理实验教学中心2.分光计的调节测量前应调节分光计，达到：望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪器的中心转轴并与中心转轴垂直。平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光轴共轴。待测光学元件的表面与中心转轴平行。大连民族学院大学物理实验教学中心1)目视粗调⑤调节望远镜俯仰调节螺钉平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉④松开望远镜锁紧螺钉③松开游标盘锁紧螺钉锁紧载物台升降锁紧螺钉②调节载物盘水平调节螺钉①移动底座大连民族学院大学物理实验教学中心载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例平面镜两侧面的反射像分别位于和时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉dd平面镜两侧面的反射像同时位于或时，只需调节载物盘的水平调节螺钉dd大连民族学院大学物理实验教学中心⑵2)用自准直法将望远镜调焦到无穷远叉丝像分划板视场透光窗反射像旋转目镜调节鼓轮⑴伸缩目镜筒⑶大连民族学院大学物理实验教学中心观察不到反射像的原因目镜中观察到的叉丝和透光窗中绿色十字的像模糊。（转动目镜调节鼓轮）望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁紧螺钉，前后移动目镜筒）平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。俯视侧视转动载物台或望远镜调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉大连民族学院大学物理实验教学中心3)调节望远镜光轴与中心转轴垂直①放置平面镜②拨动游标盘③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉ABC大连民族学院大学物理实验教学中心载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节d调节望远镜俯仰调节螺钉调节载物盘水平调节螺钉d/2大连民族学院大学物理实验教学中心4)调节平行光管平行光管由狭缝和准直透镜组成。大连民族学院大学物理实验教学中心松开狭缝锁紧螺钉前后移动狭缝①转动狭缝调节平行光管俯仰调节螺钉②转动狭缝锁住狭缝锁紧螺钉③狭缝锁紧螺钉俯仰调节螺钉大连民族学院大学物理实验教学中心3.分光计的测量原理δ平行光管α2β2望远镜平行光管α1β1望远镜大连民族学院大学物理实验教学中心读数方法主刻度盘游标盘游标窗口233º13΄大连民族学院大学物理实验教学中心实验原理xf0φ屏二级谱一级光谱复色光大连民族学院大学物理实验教学中心•若将平行光垂直照射在光栅上，光栅衍射明纹的条件是衍射角φ必须满足光栅方程()sinkabk0,1,2,k式中称为光栅常数，，为每毫米上狭缝数目，λ为入射光波长，k为谱线级数，φk为k级谱线对应的衍射角。若已知λ，并测出衍射角φk，即可求得光栅常数d=a+b。ab1abNN•本实验汞光灯发出六种不同波长的可见光，每一级谱线都因对应的衍射角不同而相互分开。其中有紫、绿、黄1、黄2四条强线，另一紫是中强线，兰是弱线。大连民族学院大学物理实验教学中心实验内容1、调节分光计2、用透射光栅测光栅常数：测波长λ＝546.1nm的绿色谱线的级之间的夹角，求出平均值，代入公式（1）求出d。12，1222，衍射光谱级次-11-22左侧衍射光方位角右侧衍射光方位角左右2k左右＝－2kk大连民族学院大学物理实验教学中心3、测角色散率分别测出双黄线λ2，λ3的衍射角，计算出它们的波长，则23,3232D波长λ2（2级）λ2（-2级）λ3（2级）λ3（-2级）左侧衍射光方位角右侧衍射光方位角数据记录表格：（衍射光谱级次k=2）左右2kk2k左右＝－大连民族学院大学物理实验教学中心数据处理按照书上的要求处理实验数据。大连民族学院大学物理实验教学中心思考题•分光计游标盘上为什么要设置两个游标？•如果平台上平面镜已平行于分光计中心轴而望远镜光轴没有与分光计中心轴垂直，则平面镜转过180°以后，十字窗的反射像与叉丝十字线的偏离有什么规律？