多缝与光栅衍射实验.doc

大学物理实验报告姓名： 学号： 系（部）专业： 班级： 实验名称： 指导教师： 开 课 学 期： 至 学年 学期 实 验 时 间： 年 月 日云南锡业职业技术学院基础部编印实验名称多缝与光栅衍射实验实验时间同组人一、实验预习实验目的要 求(1) 了解光栅的主要特性，加深对光栅衍射原理的理解。(2) 观察光栅衍射现象，了解光栅的主要特征。(3) 分析总结光栅衍射条纹的特点。 实验仪器用 具二极管激光器（=650nm）、光具座、光学仪器夹具、光栅一、 实验原理：1、 光栅 光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成的,是单缝的组合体，它是大量等宽等间距平行狭缝(或反射面)构成的光学元件（如下图所示）。机制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻划而成。光栅上的刻痕起着不透光的作用,两刻痕之间相当于透光狭缝。机制光栅价格昂贵,常用的是复制光栅和全息光栅。 衍射光栅 (透射光栅) 反射光栅(闪耀光栅)2、 光栅的制造机制光栅：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，未刻地方透光。全息光栅：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在干板上曝光，经显影定影制成全息光栅。（本实验所用光栅）3、光栅衍射根据波动光学理论，当单色平行光垂直照射在光栅面上时，将产生夫琅和费衍射现，产生明条纹的条件为 dsinjk =k k= 0, 1, 2,其中d是光栅常数， jk为衍射角， l为入射光波长，k给出了该明纹的级次。如果用会聚透镜将衍射后的平行光会聚起来,透镜后焦面上将出现一系列亮线即衍射光谱线。在j=0的方向上可以观察到零级谱线,其他级数的谱线对称分布在零级两侧。4、光栅衍射条纹光栅衍射条纹具有如下特点:相邻两明纹的间距越大，其间为很宽的暗区；光栅中条纹越多，明纹则越亮；光栅常量越小，明纹则越窄，明纹间隔得越远。二、实验过程：实验方法、步骤及注意事项：1.实验步骤：（1）掌握光栅衍射原理，熟悉光栅结构，根据原理准备实验仪器。（2）按实验要求安装实验仪器。（3）根据实验所要验证并演示的现象选择相应规格的光栅。（4）接入激光电源，调整光栅与激光源的距离，使观察到的衍射条纹清晰且易于分辨。（5）依次选用不同的光栅进行衍射验证。（6）将观察到的实验现象记录到实验报告上，并将不同规格的光栅衍射条纹简图画到实验报告中。（7）将各仪器放回原位，清点实验器材，待老师检查后离开实验室。2.注意事项：（1）本实验所用光栅属于全息光栅，禁止用手或其他尖锐物体触碰光栅，以免引起损坏。（2）实验过程中勿将眼睛直视到激光光源，更不能将激光光源直射到他人眼睛，以免引起视觉损害或眼球灼伤。（3）光学仪器属于精密仪器，实验中应将不用的光栅装入包装袋中，以减少损害。三、实验内容 实验现象及验证结果：1、用型号为1000598的光栅进行衍射实验：光栅参数：b=0.15mm g=0.25mm n=2,3,4,5,40现象记录如下：衍射图样：（画出对应光栅衍射条纹的简单示意图）n=2n=40对实验现象的合理解释：结论：2、用型号为U14103的光栅所观察到的现象：光栅参数：b=0.25/0.125/0.063mm g=0.50/0.25/0.125mm n=20/40/80行/cm衍射图样：（画出对应光栅衍射条纹的简单示意图）g=0.50mmg=0.125mm对实验现象的合理解释：结论：问