物理實(shí)驗(yàn)-光柵測(cè)量課件

光柵測(cè)量◆實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

◆實(shí)驗(yàn)原理◆實(shí)驗(yàn)儀器

◆實(shí)驗(yàn)內(nèi)容◆注意事項(xiàng)

衍射光柵（DiffractionGratings）1

熟悉和掌握分光計(jì)的調(diào)整和使用方法；觀察汞光源通過(guò)光柵后的衍射光譜；根據(jù)譜線測(cè)定光柵常數(shù)、波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理大量等寬等間距平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)元件。衍射光柵(透射光柵)一、光柵全息光柵：通過(guò)全息照相，將激光產(chǎn)生的干涉條紋在干板上曝光，經(jīng)顯影定影制成全息光柵。實(shí)驗(yàn)室中通常使用的衍射光柵，一般為100～600/mm。3透光縫寬度a不透光縫寬度b光柵常數(shù):光柵常數(shù)與光柵單位長(zhǎng)度的刻痕數(shù)N的關(guān)系5光柵光譜及分辨本領(lǐng)光柵光譜0級(jí)1級(jí)2級(jí)-2級(jí)-1級(jí)3級(jí)-3級(jí)白光的光柵光譜6這時(shí)在θ=0的方向上可以觀察到中央譜線極強(qiáng)（稱(chēng)為零級(jí)譜線），其它級(jí)次的譜線則對(duì)稱(chēng)地分布在零級(jí)譜線的兩側(cè)。在本實(shí)驗(yàn)中，所用的光源為汞燈，其衍射譜線如下圖:7調(diào)節(jié)光柵平面與平行光管的光軸垂直：將平面鏡按下圖示方位放置在載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)螺釘a2或a3使有光柵表面反射回到望遠(yuǎn)鏡中的十字與目鏡內(nèi)黑色雙十字叉絲的上十字叉絲線重合。

9調(diào)節(jié)光柵的刻痕與分光儀主軸平行：轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，觀察各級(jí)譜線，注意中央主極大條紋兩側(cè)的譜線是否等高，若不等高，微調(diào)載物臺(tái)上螺釘a1使各譜線在望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中等高。

測(cè)量衍射角：使望遠(yuǎn)鏡中黑色雙十字叉絲豎直線、亮十字豎直線、狹縫像三者重合；轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，選擇一條明亮譜線，辨別其級(jí)數(shù)，讀取該譜線在中央明紋兩側(cè)的位置，記錄數(shù)據(jù)。

10實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.調(diào)節(jié)分光計(jì)至可以測(cè)量的狀態(tài)。2.將光柵放置在載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)使平行光管垂直于光柵平面，觀察衍射譜線，調(diào)節(jié)使0級(jí)左右兩邊的譜線等高。3.測(cè)量汞燈光譜線中的546.1（綠）和579.0/577.0（黃）

（挨得很緊）的-1級(jí)、-2級(jí)和+1級(jí)、+2級(jí)的位置。注：如果已知入射光的波長(zhǎng),用分光計(jì)測(cè)出k級(jí)譜線對(duì)應(yīng)的衍射角k則可求光柵常數(shù)d;若已知光柵常數(shù)d，則反過(guò)來(lái)也可求出該譜線對(duì)應(yīng)的入射光波長(zhǎng)。110′15′30′50?51?

50?00′+14′

50?14′

α-2α′2β-2β′2

2=?[?∣α′2-α-2∣

+?∣β′2-β-2∣]

2

2-2+2-1+1013.附：實(shí)驗(yàn)常見(jiàn)問(wèn)題及處理1.實(shí)驗(yàn)中觀察到的衍射條紋沒(méi)有與叉絲豎線平行就開(kāi)始測(cè)量，這是記錄的數(shù)據(jù)顯然是由誤差的。調(diào)節(jié)載物臺(tái)的螺絲，使衍射條紋與叉絲豎線平行在測(cè)量。2.實(shí)驗(yàn)中所用的光柵能夠?qū)⑺獪y(cè)量的黃1和黃2分開(kāi)，然而在實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)者調(diào)出的衍射條紋中黃1和黃2線幾乎分不開(kāi)，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因有：1.）狹縫調(diào)得太寬，或平行光管發(fā)出的光并