衍射光栅特与光波波长的测量ppt课件

1、衍射光栅特性与光波波长的丈量衍射光栅特性与光波波长的丈量一、根本知识及运用一、根本知识及运用 大量等宽、等间距、平行陈列的狭缝即为衍射大量等宽、等间距、平行陈列的狭缝即为衍射光栅。光线透过狭缝后会构成干涉。光栅。光线透过狭缝后会构成干涉。 根据多缝衍射的原理，复色光经过衍射光栅后根据多缝衍射的原理，复色光经过衍射光栅后会构成按波长顺序陈列的谱线，称为光栅光谱，所会构成按波长顺序陈列的谱线，称为光栅光谱，所以光栅是一种重要的分光光学元件。以光栅是一种重要的分光光学元件。 在准确丈量波长和对物质进展光谱分析中普遍在准确丈量波长和对物质进展光谱分析中普遍运用的单色仪、摄谱仪就常用衍射光栅构成色散系运

2、用的单色仪、摄谱仪就常用衍射光栅构成色散系统。统。 根本知识根本知识 衍射光栅是极其精细的光谱分光元件衍射光栅是极其精细的光谱分光元件,它的刻槽它的刻槽密度可达密度可达4800槽槽/mm。 衍射光栅是各种光谱仪器的中心元件衍射光栅是各种光谱仪器的中心元件, ,广泛运用广泛运用于石油化工、医药卫生、食品、生物、环保等国民经于石油化工、医药卫生、食品、生物、环保等国民经济和科学研讨的各个领域中。如济和科学研讨的各个领域中。如VCDVCD、DVDDVD光头光头, ,各种各种激光器激光器, ,特别是强激光核聚变特别是强激光核聚变, ,航空航天遥感成像光谱航空航天遥感成像光谱仪仪, ,同步辐射光束线等都

3、需求各种特殊光栅。它曾经同步辐射光束线等都需求各种特殊光栅。它曾经胜利地运用于多波段航空遥感成像光谱仪、天文望远胜利地运用于多波段航空遥感成像光谱仪、天文望远镜、高精度光谱分析仪器。此外它还可以构成光栅干镜、高精度光谱分析仪器。此外它还可以构成光栅干涉仪进展精细位移分辨丈量。涉仪进展精细位移分辨丈量。 光栅的运用光栅的运用二、学习要点二、学习要点1 1、掌握用衍射光栅准确丈量光波波长的原理、掌握用衍射光栅准确丈量光波波长的原理和方法。和方法。2 2、进一步掌握分光计的调理、运用方法。、进一步掌握分光计的调理、运用方法。三、丈量原理三、丈量原理absindd由光栅衍射公式由光栅衍射公式Kdsin

4、 ), 2, 1, 0(K可知，知光栅常数可知，知光栅常数 及衍射角及衍射角 和级次和级次 时，时，可利用上述求出光波波长可利用上述求出光波波长dK同理，知光波波长同理，知光波波长 及衍射角及衍射角 和级次和级次 时，时，可利用上述求出光栅常数可利用上述求出光栅常数dK黄黄绿绿紫紫一级明条纹一级明条纹一级明条纹一级明条纹1K1K中央明条纹中央明条纹0K光栅 实践的丈量是对知干涉级次衍射条纹的实践的丈量是对知干涉级次衍射条纹的衍射角衍射角 的准确丈量。的准确丈量。 利用分光计可察看利用分光计可察看到各级衍射条纹实到各级衍射条纹实践能察看到两级践能察看到两级,平行光复色平行光复色平行光管平行光管载

5、物台载物台望远镜望远镜)(411111 用分光计可以测出各种单色光知衍射级用分光计可以测出各种单色光知衍射级次的衍射角。实践丈量的为次的衍射角。实践丈量的为1级衍射角，利级衍射角，利用公式计算衍射角用公式计算衍射角根据衍射公式那么可由知量计算出待丈量。根据衍射公式那么可由知量计算出待丈量。 根据波长及衍射角的变化关系可求出光根据波长及衍射角的变化关系可求出光栅的色散率栅的色散率 ，DD 实验中黄光有相差极小的衍射角，利用实验中黄光有相差极小的衍射角，利用其变化关系计算色散率。其变化关系计算色散率。四、实验安装及运用引见四、实验安装及运用引见望远镜望远镜光栅光栅平行光管平行光管平行光管：复色光经

6、过狭缝后经透镜作用平行光管：复色光经过狭缝后经透镜作用变成平行光。变成平行光。光栅：复色光经过光栅衍射构成衍射不光栅：复色光经过光栅衍射构成衍射不同级次和波长其衍射角不同。同级次和波长其衍射角不同。望远镜：将各级次的单色光会聚在一定角望远镜：将各级次的单色光会聚在一定角度上，用于察看衍射光。度上，用于察看衍射光。五、实验操作步骤五、实验操作步骤1、按照、按照“分光计测三棱镜折射率实验中的分光计测三棱镜折射率实验中的调理要点调整分光计；调理要点调整分光计； 2、调整光栅位置，使光栅平面垂直于入射平、调整光栅位置，使光栅平面垂直于入射平行光，光栅狭缝或刻痕平行于旋转主轴；行光，光栅狭缝或刻痕平行于旋转主轴；3、转动望远镜，可察看到、转动望远镜，可察看到1、2级黄、绿、级黄、绿、紫三种单色光的衍射角；紫三种单色光的衍射角；4、丈量绿光的、丈量绿光的1级衍射角波长作为知条级衍射角波长作为知条件，计算光栅常数；件，计算光栅常数；5、丈量两条黄光的、丈量两条黄光