物理实验衍射光栅验证光栅方程.ppt

物 理 实 验衍射光栅验证光栅方程,实训楼2209室，67791039Email:网站:,上海工程技术大学,实验目的,1.理解光栅衍射原理与特点。2.理解掌握分光仪及光栅调节要求和方法。3.认识光栅光谱的分布规律，能正确判别 衍射光谱的级次。4.能正确测量衍射角，并能验证光栅方程。,实验仪器,衍射光栅、分光仪、平面镜、汞灯,实验原理,是一种很有用的光谱分析元件，,光栅有不同的种类，如透射光栅、平面反射光栅、凹光栅及全息光栅等。,衍射光栅(grating),是由大量等宽度、等距离 的平行狭缝构成的光学元件。,最典型的透射光栅，是在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划痕，刻过的地方不透光，未刻的地方透光。,光盘的凹槽形成一个反射光栅，在白光下能观察到入射光被分离成彩色光谱。,蝴蝶身上层叠的细微鳞片、鸟羽细密的羽管都形成了天然的反射光栅。,生活中常见的光栅衍射现象,光栅常数:,（数量级为 10-5 10-6 m）,光栅常数与光栅单位长度的刻痕数 N 的关系：,光栅常数,例如，玻璃片上cm宽刻有3000条刻痕，光栅常数为：,出现亮纹的条件,K=0，1,2,3,.,任意相邻两束光的光程差为(a+b)sin，如果 满足：,平行光垂直入射到光栅，产生衍射现象。,则在该衍射角方向形成亮纹,光栅方程,K=0，则=0，所有波长都能满足光栅方程，在该衍射角方向出现光源含有的所有颜色光的亮条纹，中央零级条纹，此处无分光作用,K一定，且不为零，波长不同，则衍射角 不同，即不同颜色的光在不同位置出现亮条纹，即光栅可以起分光作用，K级亮条纹,复色光（白光）,不同波长的单色光分离开,不同波长的单色光分离开,本实验的测量内容,1.利用分光仪测量出汞灯零级光谱的角位置,2.利用分光仪测量出汞灯K=1,2,3级光 谱中绿光（=0.54607 m）的角位置,3.计算出汞灯K=1,2,3级光谱中绿光的 衍射角 的大小,4.令 sin 为 y，K 为 x，作最小二乘法拟 合处理，验证光栅方程,分光仪调整,达到：望远镜能接收平行光，平行光管能出射平行光，而且都与分光仪主轴严格垂直。,望远镜聚焦于无穷远处,相互垂直,平行光管,光栅调整,光 栅放置,两者正交,光 栅,测量零级光谱（白光）的角位置,测量K=1,2,3级光谱中绿光的角位置,所以读数为,读数示例,仪器条件记录,令 sin 为 y，K 为 x，作最小二乘法拟合处理,上机拟合数据记录：相关系数 r截距 a，a的A类不确定度分量 Ua斜率 b，b的不确定度 Ub,谢 谢！,