光柵衍射和光波波長的測定光柵衍射和光波波長的測定山東科技大學物理實驗中心

實驗目的

實驗儀器儀器調節

實驗步驟數據處理

注意事項3、轉動狹縫，調節高低和水平調節螺絲，使狹縫像與分劃板中間水平叉絲重合。4、鎖住狹縫鎖緊螺絲。望遠鏡光軸與分光計主軸垂直根據多縫衍射的原理，復色光通過衍射光柵后會形成按波長順序排列的譜線，稱為光柵光譜，所以光柵和棱鏡一樣是一種重要的分光光學元件。調節光柵刻痕平行于分光計主軸。2、進一步熟悉分光計的調節和使用；調節螺絲c，至望遠鏡轉動過程中，中央明紋兩側的各級譜線的高度相同。只調節螺絲a或b，使光柵反回的亮十字與分劃板上方十字線及中央明條紋重合，這時鎖緊游標盤止動螺絲和望遠鏡與刻度盤聯動螺絲（老左新右）。將平面鏡做如右圖所示調整。光柵刻痕與分光計主軸平行。光柵衍射和光波波長的測定根據多縫衍射的原理，復色光通過衍射光柵后會形成按波長順序排列的譜線，稱為光柵光譜，所以光柵和棱鏡一樣是一種重要的分光光學元件。將載物臺轉過180o，視場中仍能看到該十字像。實際的測量是對已知干涉級次衍射條紋的衍射角φ的精確測量。物鏡調焦：其目的是將分劃板上十字光標調整到焦平面上，即望遠鏡對無窮遠聚焦。實驗簡介

衍射光柵由大量等寬、等間距、平行排列的狹縫構成。實際使用的光柵可以用刻劃、復制或全息照相的方法制作。衍射光柵一般可以分為兩類：用透射光工作的透射光柵和用反射光工作的反射光柵。本實驗使用的是透射光柵。

根據多縫衍射的原理，復色光通過衍射光柵后會形成按波長順序排列的譜線，稱為光柵光譜，所以光柵和棱鏡一樣是一種重要的分光光學元件。在精確測量波長和對物質進行光譜分析中普遍使用的單色儀、攝譜儀就常用衍射光柵構成色散系統。實驗目的1、觀察光通過光柵后的衍射現象；2、進一步熟悉分光計的調節和使用；3、測定鈉黃光的平均波長。4、鎖住狹縫鎖緊螺絲。1、觀察光通過光柵后的衍射現象；實際的測量是對已知干涉級次衍射條紋的衍射角φ的精確測量。將載物臺轉過180o，視場中仍能看到該十字像。望遠鏡光軸與分光計主軸垂直望遠鏡光軸與分光計主軸垂直載物平臺與分光計主軸垂直實驗步驟：1、目測粗調根據多縫衍射的原理，復色光通過衍射光柵后會形成按波長順序排列的譜線，稱為光柵光譜，所以光柵和棱鏡一樣是一種重要的分光光學元件。望遠鏡光軸與分光計主軸垂直3、轉動狹縫，調節高低和水平調節螺絲，使狹縫像與分劃板中間水平叉絲重合。其中d為光柵常數，d=a+b，本實驗中d=mm（每毫米有300條刻痕）。1、取走反射鏡，將已調節好的望遠鏡正對著平行光管，打開鈉光燈，照亮狹縫。只調節螺絲a或b，使光柵反回的亮十字與分劃板上方十字線及中央明條紋重合，這時鎖緊游標盤止動螺絲和望遠鏡與刻度盤聯動螺絲（老左新右）。調節望遠鏡的傾斜螺絲和載物平臺下的三個物臺調平螺絲，使望遠鏡和載物臺基本水平。實驗儀器傾斜螺絲照明燈泡目鏡緊固目鏡調節望遠鏡平面鏡平面鏡刻度盤游標盤物臺調平載物臺底座平行光管分光計主軸望遠鏡光軸狹縫套筒鎖固高低調節螺絲狹縫寬度調節水平調節用到的實驗儀器有：鈉光燈、分光計、平面鏡及衍射光柵。平行光管出射平行光與望遠鏡共軸不能用手觸摸各光學元件！若因某種原因突然斷電時，需待燈管冷卻后再重新開啟。實際的測量是對已知干涉級次衍射條紋的衍射角φ的精確測量。調節望遠鏡高低調節螺絲光柵是精密光學元件，嚴禁用手觸摸光柵平面，以免損壞。調節螺絲c，至望遠鏡轉動過程中，中央明紋兩側的各級譜線的高度相同。調節光柵平面平行于分光計主軸并垂直于平行光管。只調節螺絲a或b，使光柵反回的亮十字與分劃板上方十字線及中央明條紋重合，這時鎖緊游標盤止動螺絲和望遠鏡與刻度盤聯動螺絲（老左新右）。平行光管出射平行光與望遠鏡共軸載物平臺與分光計主軸垂直4、鎖住狹縫鎖緊螺絲。載物平臺與分光計主軸垂直光學儀器的調節動作要輕，鎖緊螺釘也是指鎖住即可，不要用力過大，以免損壞器件。實驗步驟：1、目測粗調注意事項不能用手觸摸各光學元件！光柵是精密光學元件，嚴禁用手觸摸光柵平面，以免損壞。用完后請立即上交。光學儀器的調節動作要輕，鎖緊螺釘也是指鎖住即可，不要用力過大，以免損壞器件。轉動載物臺，都是指游標盤帶動載物臺一起轉動。如需轉動望遠鏡要拿住望遠鏡支架轉動。切忌握住目鏡和目鏡調節螺絲轉動望遠鏡。

調節平行光管時再開鈉光燈，打開后就不要再頻繁開關。若因某種原因突然斷電時，需待燈管冷卻后再重新開啟。實驗原理單色光垂直照射光柵：光柵方程其中d為光柵常數，d=a+b，本實驗中d=mm（每毫米有300條刻痕）。調節螺絲c，至望遠鏡轉動過程中，中央明紋兩側的各級譜線的高度相同。衍射光柵由大量等寬、等間距、平行排列的狹縫構成。2、進一步熟悉分光計的調節和使用；1、觀察光通過光柵后的衍射現象；1、觀察光通過光柵后的衍射現象；物鏡調焦：其目的是將分劃板上十字光標調整到焦平面上，即望遠鏡對無窮遠聚焦。2、進一步熟悉分光計的調節和使用；目鏡調焦：其目的是使眼睛通過目鏡能清晰地看到分劃板上的叉絲刻線。望遠鏡光軸與分光計主軸垂直各級光譜的位置，并將結果填入表中。實際的測量是對已知干涉級次衍射條紋的衍射角φ的精確測量。實際的測量是對已知干涉級次衍射條紋的衍射角φ的精確測量。調節光柵平面平行于分光計主軸并垂直于平行光管。不能用手觸摸各光學元件！在精確測量波長和對物質進行光譜分析中普遍使用的單色儀、攝譜儀就常用衍射光柵構成色散系統。一級明條紋一級明條紋中央明條紋實際的測量是對已知干涉級次衍射條紋的衍射角φ的精確測量。利用分光計可觀察到各級衍射條紋（本實驗中，用分光計測量單色光已知衍射級次的衍射角，實際能觀察到三級衍射條紋）。平行光（復色）平行光管載物臺望遠鏡儀器調節調節步驟：調節望遠鏡聚焦無窮遠望遠鏡光軸與分光計主軸垂直載物平臺與分光計主軸垂直目測粗調平行光管出射平行光與望遠鏡共軸實驗步驟：1、目測粗調松開望遠鏡止動螺絲鎖緊望遠鏡與刻度盤聯動螺絲松開游標盤止動螺絲鎖緊載物臺鎖緊螺絲調節望遠鏡高低調節螺絲調節載物臺調平螺絲調節望遠鏡的傾斜螺絲和載物平臺下的三個物臺調平螺絲，使望遠鏡和載物臺基本水平。1.將平面鏡按下圖所示放在載物臺上，視場中能看到十字光標經平面鏡反射回來的綠色十字像。2.將載物臺轉過180o，視場中仍能看到該十字像。調節要求：調節方法：abc粗調找不到反射像的解決辦法：粗調后還是觀察不到反射像，將載物臺轉一個小角度，觀察平面鏡里的綠色十字的虛像的位置，然后調節螺絲a或b，以及望遠鏡的傾斜螺絲，直至最后通過望遠鏡能同時觀察的兩個反射十字像。2.調節望遠鏡聚焦無窮遠1.目鏡調焦：其目的是使眼睛通過目鏡能清晰地看到分劃板上的叉絲刻線。方法：轉動目鏡調節螺絲。2.物鏡調焦：其目的是將分劃板上十字光標調整到焦平面上，即望遠鏡對無窮遠聚焦。方法：前后移動目鏡套筒，使綠十字光標成像清晰。調節步驟：3.望遠鏡光軸與分光計主軸垂直調節步驟：1.用各半法調節螺絲a、b和望遠鏡的傾斜螺絲，使十字光標通過平面鏡成的像與分劃板的上十字線重合。2.使載物臺轉動180o，再次使用各半法重復1。3.反復調節，直至平面鏡的任一面都能使十字光標像調節到位。至此以后，不再碰動望遠鏡的傾斜螺絲。4.載物平臺與分光計主軸垂直2.調節螺絲c使十字光標通過平面鏡成的像與分劃板的上十字線重合。1.將平面鏡做如右圖所示調整。abc調節步驟：abc5.平行光管出射平行光與望遠鏡共軸調節步驟：1、取走反射鏡，將已調節好的望遠鏡正對著平行光管，打開鈉光燈，照亮狹縫。2、松開狹縫套筒鎖緊螺絲，調節套筒前后位置，使望遠鏡視場中能看到清晰的狹縫像（黃色），調節狹縫寬度，使縫寬約為1mm，如圖1。3、轉動狹縫，調節高低和水平調節螺絲，使狹縫像與分劃板中間水平叉絲重合。再把狹縫轉至垂直狀態，保持狹縫像清晰且與分劃板中央豎直準線重合。如圖2、3。

4、鎖住狹縫鎖緊螺絲。圖1圖2圖36.測鈉黃光的平均波長光柵放置要求：入射光垂直照射光柵；光柵刻痕與分光計主軸平行。調節步驟：望遠鏡已調好，千萬不要再動；只調節螺絲a或b，使光柵反回的亮十字與分劃板上方十字線及中央明條紋重合，這時鎖緊游標盤止動螺絲和望遠鏡與刻度盤聯動螺絲（老左新右）。1.調節光柵平面平行于分光計主軸并垂直于平行光管。2.調節光柵刻痕平行于