光栅的色散本领研究—用汞灯光谱中的两条黄线测量光栅角色散率

1、姓名：朱金宝班级：1720702学号：201720070205实验四：光栅的色散本领研究用汞灯光谱中的两条黄线测量光栅角色散率一、实验目的1了解分光计的结构，学会正确的调整方法；2加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解；3学会用透射光栅测定光波波长、角色散率。二、实验仪器分光计、透射光栅、汞灯。三、实验原理1.光栅衍射及光波波长的测定（4-1）式中d为光栅常数，0为衍根据夫琅和费衍射理论，当波长为九的单色光垂直入射至光栅上，满足光栅方程dsi0二k九（k二0,1,2,3,）时，6方向的光加强，其余方向的光几乎完全抵消。射角。若已知九，则可求d；若已知d，则可求九。2.光栅的角色散率光栅在6方向

2、的角色散率为4-2)D旦丄Aldsin0测出d及0，可求出该方向的角色散率D。四、实验内容（一）仪器调节：分光计的调节。载物台调水平后，使光栅平面与入射光垂直。1. 调整分光计调好的分光计应使望远镜调焦在无穷远，平行光管射出平行光，望远镜与平行光管共轴并与分光计转轴垂直.平行光管的狭缝宽度调至03mm左右，并使狭缝与望远镜里分划板的中央竖线平行而且两者中心重合.要注意消除望远镜的视差.调好后固定望远镜和平行光管的有关螺旋。2. 放置光栅（1）将放在光栅座上的光栅按图263所示的位置放在分光计的载物台上，并小心地用载物台上的压片将光栅片位置固定.先目测使光栅面与平行光管轴线大致垂直，然后用自准法

3、调节.注意：望远镜和平行光管都已调好不能再调，只调节载物台下方的两个螺钉G、G，使得从光栅面反射回来的绿色十字在视场中上水平线上，然后固定载物台。（2）轻轻转动望远镜支臂以转动望远镜，观察中央明条纹两侧的衍射光谱是否在同一水平面内.如果观察到光谱线有高低变化，说明狭缝与光栅刻痕不平行.此时可调节图263所示的载物台螺钉G,直到各级谱线基本上在同一水平面内为止。（二）测光栅常数、光波波长、角色散率。1. 测光栅常数d：根据（4-1）式，只要测出第k级光谱中波长入已知的谱线的衍射角e，就可求出d值。光谱级数k由自己确定。转动望远镜到光栅的一侧，使叉丝的竖直线对准已知波长的第k级谱线的中心，纪录二游

4、标值。将望远镜转向光栅的另一侧，同上测量，同一游标的两次读数之差是衍射角e的二倍。重复测量几次，计算d只及其标准不确定度。2. 测量光波波长入：由于光栅常量d已测出，因此只要测出波长的第k级谱线的衍射角e，就可求出其波长的值入。3. 角色散率D：用钠灯为光源，测量其1级和2级光谱中黄线的衍射角，二黄线的波长差入，对钠光谱为0.597nm，结合测得的衍射角之差e，求角色散率D=A8/入。五、实验可行性综上所述原理符合物理学原理，实验室仪器满足数据测量需要，数据处理和误差计算方案符合实验要求，实验可行。六、实验表格S1S2S1'S2'黄光1黄光2七、数据处理根据下列公式算出角色散率：-SJ+S'-S'1-Sj+S'-S'1Aq二q-q二内外ax二九-九二外内Aqax八、注意事项1.禁止用手触摸光栅，拿取或移动光栅时应移动光栅座.2.对于调好的分光计，不能再调平行光管和望远镜上的任何调