光柵衍射2015春-sun

1、 歡迎同學(xué)們到本實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)歡迎同學(xué)們到本實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí): : “光柵衍射實(shí)驗(yàn)光柵衍射實(shí)驗(yàn)”請(qǐng)同學(xué)們按照自己的實(shí)驗(yàn)編號(hào)就座請(qǐng)同學(xué)們按照自己的實(shí)驗(yàn)編號(hào)就座. .儀器調(diào)整要求儀器調(diào)整要求u分光計(jì)的調(diào)整分光計(jì)的調(diào)整:1）望遠(yuǎn)鏡適合于觀察平行光；）望遠(yuǎn)鏡適合于觀察平行光；2）平行光管發(fā)出平行光；）平行光管發(fā)出平行光；3）二者光軸都垂直于分光計(jì)主軸。）二者光軸都垂直于分光計(jì)主軸。u光柵的調(diào)整光柵的調(diào)整：1）光柵的法線平行于平行光管光軸（正入射）光柵的法線平行于平行光管光軸（正入射） a、調(diào)整零級(jí)譜線、叉絲中線、反射十字中線重合、調(diào)整零級(jí)譜線、叉絲中線、反射十字中線重合 b、校驗(yàn)第二級(jí)綠光左右衍射角之差不大于、

2、校驗(yàn)第二級(jí)綠光左右衍射角之差不大于2 2）光柵刻線平行于分光計(jì)主軸）光柵刻線平行于分光計(jì)主軸 觀察左右衍射線高度是否一致觀察左右衍射線高度是否一致miABDGFCd圖圖1 光柵的衍射（同側(cè)光柵的衍射（同側(cè)）iGd圖圖2 光柵的衍射（異側(cè)光柵的衍射（異側(cè)） 普遍光柵衍射方程：普遍光柵衍射方程： d (sinm sini) = m m m 的符號(hào)與方程左側(cè)的結(jié)果保持一致的符號(hào)與方程左側(cè)的結(jié)果保持一致 m=0, 1, 2 實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)（要求測(cè)（要求測(cè)3級(jí)譜線）級(jí)譜線）l垂直入射垂直入射，測(cè)汞燈波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃，測(cè)汞燈波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃1、波長(zhǎng)較短、波長(zhǎng)較短的黃的黃2、546.1納米的綠色、較亮的藍(lán)紫色光的

3、納米的綠色、較亮的藍(lán)紫色光的2 m，求求d 以及以及 , 計(jì)算計(jì)算 l斜入射斜入射測(cè)量波長(zhǎng)較短的黃測(cè)量波長(zhǎng)較短的黃2譜線的譜線的 m ，求求 。 要求要求i=15 01，如何調(diào)整？，如何調(diào)整？ 要求同側(cè)、異側(cè)各測(cè)一個(gè)要求同側(cè)、異側(cè)各測(cè)一個(gè) m ，m選取選取2級(jí)。級(jí)。同、異側(cè)如何判斷？同、異側(cè)如何判斷？l*最小偏向角法測(cè)定波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃最小偏向角法測(cè)定波長(zhǎng)較長(zhǎng)的黃1線的波長(zhǎng)線的波長(zhǎng) d 、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要求1.1.課上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)以計(jì)算機(jī)檢查通過(guò)為準(zhǔn)。課上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)以計(jì)算機(jī)檢查通過(guò)為準(zhǔn)。2.2.課后數(shù)據(jù)處理要求：課后數(shù)據(jù)處理要求： 垂直入射：由綠光垂直入射：由綠光 求求d d，再由得出的，再由

4、得出的d d 求出其它光的求出其它光的 ，并計(jì)算，并計(jì)算d d 和和 的的不確定度不確定度。（要求推導(dǎo)要求推導(dǎo)d d 和和 的不確定度公式，計(jì)算過(guò)的不確定度公式，計(jì)算過(guò)程清晰，結(jié)果表達(dá)正確程清晰，結(jié)果表達(dá)正確）。）。 斜入射：由斜入射：由d d 求求 ，不要求不確定度。，不要求不確定度。 最小偏向角法：由最小偏向角法：由d d 求求 ，不要求不確定度。不要求不確定度。注意不確定度注意不確定度 m 的計(jì)算：的計(jì)算：l2 m 左左 右；右；按照單次測(cè)量估算按照單次測(cè)量估算 所以：所以：儀22m 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1 1周之內(nèi)周之內(nèi)交到交到B B區(qū)區(qū)5 5層電梯旁的層電梯旁的交報(bào)告柜交報(bào)告柜中

5、中預(yù)祝同學(xué)們實(shí)驗(yàn)順利！實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)程序在計(jì)算機(jī)中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)檢測(cè)程序在計(jì)算機(jī)中實(shí)驗(yàn)器材及使用時(shí)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)器材及使用時(shí)注意事項(xiàng):l分光計(jì)： 先粗調(diào)，后細(xì)調(diào)；采用漸近法，注意消視差。先粗調(diào)，后細(xì)調(diào)；采用漸近法，注意消視差。l汞燈：不要隨時(shí)開(kāi)閉，要集中使用時(shí)間，一不要隨時(shí)開(kāi)閉，要集中使用時(shí)間，一旦關(guān)閉，須經(jīng)冷卻后才能再次開(kāi)啟。旦關(guān)閉，須經(jīng)冷卻后才能再次開(kāi)啟。l平面鏡和光柵： 注意在小平臺(tái)上的放置方法并防止摔落，不要注意在小平臺(tái)上的放置方法并防止摔落，不要用手觸摸光柵和平面鏡表面，而應(yīng)用手捏住側(cè)用手觸摸光柵和平面鏡表面，而應(yīng)用手捏住側(cè)面拿、放光學(xué)元件。面拿、放光學(xué)元件。 分光計(jì)分光計(jì)l分光計(jì)的用途：精密

6、測(cè)量角度分光計(jì)的用途：精密測(cè)量角度l分光計(jì)的結(jié)構(gòu)分光計(jì)的結(jié)構(gòu): 1望遠(yuǎn)鏡目鏡鎖緊螺釘望遠(yuǎn)鏡目鏡鎖緊螺釘 2望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡 3小平臺(tái)的調(diào)水平螺釘小平臺(tái)的調(diào)水平螺釘 4三棱鏡三棱鏡 5分光計(jì)主軸線分光計(jì)主軸線 6小平臺(tái)小平臺(tái) 7平行光管平行光管 8平行光管狹縫鎖緊螺釘平行光管狹縫鎖緊螺釘 9平行光管的調(diào)水平螺釘平行光管的調(diào)水平螺釘 10游標(biāo)盤(pán)止動(dòng)螺釘游標(biāo)盤(pán)止動(dòng)螺釘 11底座底座 12望遠(yuǎn)鏡止動(dòng)螺釘望遠(yuǎn)鏡止動(dòng)螺釘 13轉(zhuǎn)座與刻度盤(pán)止動(dòng)螺釘轉(zhuǎn)座與刻度盤(pán)止動(dòng)螺釘 14刻度盤(pán)與游標(biāo)盤(pán)刻度盤(pán)與游標(biāo)盤(pán) 15望遠(yuǎn)鏡的調(diào)水平螺釘望遠(yuǎn)鏡的調(diào)水平螺釘基本概念基本概念l衍射：衍射：波遇到障礙物或開(kāi)口時(shí)偏離直線傳播的波遇到

7、障礙物或開(kāi)口時(shí)偏離直線傳播的現(xiàn)象（各方向強(qiáng)度分布改變）現(xiàn)象（各方向強(qiáng)度分布改變）l干涉：干涉：兩波或多個(gè)波在空間相遇時(shí)，在重疊區(qū)兩波或多個(gè)波在空間相遇時(shí)，在重疊區(qū)域內(nèi)其振動(dòng)的強(qiáng)度出現(xiàn)強(qiáng)弱相間的現(xiàn)象域內(nèi)其振動(dòng)的強(qiáng)度出現(xiàn)強(qiáng)弱相間的現(xiàn)象l光柵：光柵：具有周期性空間結(jié)構(gòu)或光學(xué)性能（即衍具有周期性空間結(jié)構(gòu)或光學(xué)性能（即衍射單元重復(fù)排列）的衍射屏射單元重復(fù)排列）的衍射屏 l光柵衍射：?jiǎn)慰p光柵衍射：?jiǎn)慰p衍射與衍射與多縫多縫干涉共同作用使強(qiáng)干涉共同作用使強(qiáng)度再次重新分布度再次重新分布一、實(shí)驗(yàn)原理一、實(shí)驗(yàn)原理反射光柵反射光柵透射光柵透射光柵 l 光柵衍射圖樣是由來(lái)自每一個(gè)單縫上許多子波以及光柵衍射圖樣是由來(lái)自每一個(gè)單縫上許多子波以及來(lái)自各單縫對(duì)應(yīng)的子波彼此相干疊加而形成。因此，來(lái)自各單縫對(duì)應(yīng)的子波彼此相干疊加而形成。因此，它是它是單縫衍射單縫衍射和和多縫干涉多縫干涉的總效果的總效果一一 維光柵垂直入射維光柵垂