用透射光柵測(cè)定光波波長(zhǎng)

關(guān)于用透射光柵測(cè)定光波波長(zhǎng)第1頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三

1、進(jìn)一步鞏固分光計(jì)的調(diào)節(jié)與使用技巧；

2、利用光柵測(cè)定光柵常量、光波波長(zhǎng)?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹康?頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三分光計(jì)、平面透射光柵、低壓汞燈、平面鏡等。

【實(shí)驗(yàn)儀器】分光計(jì)低壓汞燈分光計(jì)、平面透射光柵、低壓汞燈、平面鏡等。第3頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三【實(shí)驗(yàn)原理】

是光學(xué)色散元件，為一組數(shù)目極多的等寬、等間距平行排列的狹縫。光柵：光柵方程為：第4頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三分光原理如右圖所示：第5頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三譜線特點(diǎn)：1、中間為零級(jí)譜線，其余各級(jí)譜線對(duì)稱分布于兩側(cè)。2、中間為零級(jí)譜線，而不同波長(zhǎng)的光譜線位置不同。并按波長(zhǎng)增加的次序由里向外展開，形成彩色光譜。若已知，測(cè)出衍射角，則可計(jì)算出光柵常數(shù)。反之，若已知，通過(guò)測(cè)量衍射角，則可以測(cè)出光波波長(zhǎng)。注意第6頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、把分光計(jì)調(diào)節(jié)好（望遠(yuǎn)鏡接收平行光并處于水平狀態(tài)，載物臺(tái)水平，準(zhǔn)直管水平并產(chǎn)生平行光）。2、調(diào)節(jié)光柵的位置。（1）將光柵放在分光計(jì)載物平臺(tái)上，使光柵平面處于載物臺(tái)下方兩個(gè)調(diào)節(jié)螺絲和中垂面上。左右轉(zhuǎn)動(dòng)載物平臺(tái)，看到由光柵反射的“小十字叉絲”像，調(diào)節(jié)或，使小十字叉絲和分劃板上的調(diào)整用叉絲中心重合，此時(shí)光柵面已垂直于入射光。第7頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三（2）用低壓汞燈照亮準(zhǔn)直管的狹縫。轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡觀察光譜，

若零級(jí)譜線兩側(cè)的光譜線相對(duì)于分劃板中間的水平線高低不等時(shí)，調(diào)節(jié)載物平臺(tái)下方的另一個(gè)螺絲，使零級(jí)譜線兩旁的譜線等高。由于調(diào)節(jié)螺絲會(huì)使小十字叉絲像偏離調(diào)整用叉絲中心，所以要反復(fù)進(jìn)行（1）（2）兩步操作，直至小十字叉絲像和調(diào)整用叉絲中心重合，并且所有譜線等高。3、將望遠(yuǎn)鏡隔著光柵對(duì)準(zhǔn)準(zhǔn)直管，使零級(jí)光譜和分劃板中的豎直線重合。再轉(zhuǎn)動(dòng)載物平臺(tái)，使由光柵表面返回的小十字叉絲像和調(diào)整用叉絲中心重合。第8頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、保持光柵位置不動(dòng)，以光譜中的綠線為已知譜線，通過(guò)測(cè)量衍射角，計(jì)算出光柵常量（對(duì)稱測(cè)量，且測(cè)量次數(shù)不少于3次）5、以為已知量，通過(guò)測(cè)量衍射角，將數(shù)據(jù)填入下面的表格當(dāng)中，算出汞燈譜線中其余譜線的波長(zhǎng)（一條紫線，兩條黃線）第9頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三【數(shù)據(jù)處理】黃線Ⅱ黃線Ⅰ紫線譜線條紋間距

干涉級(jí)數(shù)

衍射角

衍射角

波長(zhǎng)

第10頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日，星期三

【思考與討論】1、調(diào)節(jié)并判斷光線是否垂直入射到光柵上？2、怎樣確定光柵光譜的級(jí)數(shù)？3、如果望遠(yuǎn)鏡對(duì)著平面透射光柵觀察，發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)不重合的小十字叉絲像，你當(dāng)如何解釋？此時(shí)應(yīng)如何調(diào)節(jié)光柵至測(cè)量狀態(tài)？第11頁(yè)，講稿共13頁(yè)，2023年5月2日