衍射光栅

华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology物理实验中心网站202.120.99.174华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology1.用光栅作色散器件，通过分光计观察汞灯光谱，注意与三棱镜产生的光谱相比有何区别。2.测定光栅常量和汞原子光谱部分特征波长。测量黄光、紫光和绿光的衍射角。以汞灯绿光谱线波长作为标准计算光栅常数，由此得到汞灯紫光和黄光的波长。实验内容华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology注意思考问题•光栅方程成立的条件是什么?•如何保证平行光垂直入射至光栅表面?如何减少由此引入的误差?•为什么要测两倍衍射角?•狭缝宽度如何选择?kdksin华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology实验原理衍射光栅:光栅是具有空间周期性结构的用于分光的光学元件。光栅分为透射光栅和反射光栅，若从形状上可分为平面光栅和凹面光栅，按制作方法又可分为原制光栅、复制光栅和全息光栅。平面透射光栅是由大量等宽、等距、排列紧密的平行狭缝构成。光栅常数:d=a+b通常为10-2~10-3mm狭缝宽度不透光刻痕宽度华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnologydCBDAPP0光栅透镜kdk)sin(sin0时，有：kdksin入射光线和衍射光线在同侧取正，异侧取负光栅方程华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology光栅光谱光栅中央明条纹K=0一级明条纹K=-1绿黄黄绿一级明条纹K=1kdksin光栅方程：k方程成立条件是什么？华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology光栅往往是大型光谱分析仪的核心元件华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology实验仪器介绍分光计的调整要求•粗调要求：望远镜、平行光管共轴，且与主轴垂直•望远镜的调节要求•平行光管调节要求•望远镜与分光计中心轴的调节要求望远镜与平行光管等高共轴望远镜聚焦于无穷远处相互垂直平行光华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology光栅实验仪器介绍B1B2B3光栅光栅放置两者正交如何调整?如何判断?华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology中央明条纹-1级条纹1级条纹绿光栅绿k平行光垂直光栅平面的判断紧固游标盘螺丝5'11绿－绿－华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology绿光黄内黄外狭缝宽度的选择华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology实验要求(2)求光栅常数d和黄光和紫光谱线的波长λ(1)测汞光谱线的衍射角（一级绿光,黄内、外光,紫光,黄光）已知绿光谱线的波长λ=546.1nm，求光栅常数d±u(d)求紫光和两条黄光谱线的波长λ/1/11141TTTTkdksin黄内黄外黄内黄外0华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology数据处理要求(2)求光栅常数d和黄光和紫光谱线的波长λ(1)测汞光谱线的衍射角：一级绿光（测六次）紫光、黄内、黄外（测三次）•已知绿光谱线的波长λ=546.1nm，求光栅常数•求紫光.两条黄光谱线的波长λ并与公认值比较./1/11141TTTTsind2211sinsinT1:k=+1时,谱线方位T-1:k=-1时,谱线方位dudd标标测-E黄内黄外黄内黄外0-1级+1级2sincosuud华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology思考与分析•光栅方程成立的条件是什么?•如何保证平行光垂直入射至光栅表面?如何减少由此引入的误差?•为什么要测两倍衍射角?•光栅常数d的标准误差ud如何计算?•观察光栅光谱，注意与三棱镜产生的光谱相比有何区别？kdksin华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology注意事项1.用弹簧片将三棱镜压紧,以免碰落打碎。2.调节平行光管时再开汞灯，打开后就不要再频繁开关。3.调节过程中，每一步调节好之后，在调节下一步的时候，不要再破坏原来的调节。4.当角度进行误差传递时，应划成弧度值。5.注意读数过“0”点问题。6.实验中“先定性观察,后定量测量”华东理工大学物理实验教学中心EastChinaUniversityofScienceandTechnology24怎样移动望远镜不要把光源当手柄转动望远镜！