2023年分光计调整及光栅常数测量实验报告

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大学物理试验试验名称: 分光计调整及光栅常数测量学院: 专业班级:学生姓名: 学号:试验地点: 根底试验大楼 座位号:试验时间:一、试验目:了解分光计构造,把握调整分光计方法;加深对光栅分光原理了解;用透射光栅测定光栅常数。二、试验原理分光计,是一个测量角度周密仪器。其根底原理是,让光线经过狭缝和聚焦透镜形成一束平行光线,经过光学元件反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望远镜焦平光栅和棱镜一样,是关键分光元件,已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中。光栅是一组数目极多等宽、等间距平行狭缝,以以下图中G,用刻线机在透亮玻璃b(不透光局部)、缝宽为a(透光局部)N透射光栅,d=a+b等距干预条纹涂有乳胶玻璃片上感光,经处理里后,感光局部成为不透亮条纹;而未感光局部成透光狭缝。图12所表示,狭缝光源S位于透镜L1

物方焦平面上,G为光栅,自L1

射出平行光垂直照耀在光栅G上。透镜L2

将与光栅法线成角衍射光会聚于其像方焦面上P

点,产生衍射亮条纹条件为:dsinK 〔K1, 2,〕 〔1〕式(1)称为光栅方程,式中缝距d称为光栅常数,为入射光波波长,KK=0=0方向上,多种波长亮线重合在一起,形成光明零级d和光谱级K,则可由式(1)求出该谱线波长。反之假设波长是,则可求出光栅常数d。2三、试验仪器分光计、平面镜、汞灯、衍射光栅。四、试验内容和步骤分光计调整目测粗调。依据眼睛粗略估量,调整望远镜和平行管上凹凸倾斜调整螺丝,使望远镜和平行管光轴大致垂直于中心轴;调整载物台下三个水平调整螺丝,使载物台面大致呈水平状态。点亮钠光灯,待发光稳定后,调整目镜与分划板之间距离,看清准线和带有绿色十字。将直准镜放在载物台上,使准镜两反射面与望远镜大致垂直。缓慢转动载物台,使得从望远镜目镜中观看到亮十字像。再调准线与目镜距离,使得目镜中既能看清准线又能看清亮十字像。,转动载物台,使望远镜分别对准准直镜反射面,利用自准法能够看到两个十字反射像,分别调整望远镜方位和载物台平面,使准线与十字反射像重合。假设不重合,它们交点在凹凸方位相差一段距离,此时调整望远镜倾斜度,使差距减小二分之一,再调整载物台螺丝,消退另二180度,使望远镜对着双面镜另一面,实行一样方法调整,如此反复调整数次,直至转动载物台时,从双面镜前后两外表反射回来十字像都能与准线重合为止。④调整平行光管。首先目测粗调至平行光管与望远镜光轴全都,然后翻开狭缝,从望远镜中观看,同时调整平行光管狭缝与透镜间距离,直到观察清楚狭缝像为止,然后调整1mm,,,最终达成移动头部时,准线与像无相对移动为止。测量光栅常数,将望远镜调焦于无穷远,使平行光管与望远镜光轴均垂直于仪器主轴,平行光管产生平行光;1mm。将光栅平面调整到垂直于入射光。首先使望远镜对准平行光管,从望远镜中观看被照亮平行光管狭缝像,,固定望远镜,然后如图摆放光栅,左右转动载物平台,看到反射绿十字,调整平b2b3,,这时间栅已经垂直于入射光。用汞等照亮平行光管狭缝,转动望远镜,观看光谱,找到0, 1,2级条纹,,然后依据试验得到绿线衍射角及汞灯光中绿线波长求值五、试验数据统计及处理 546.1nm绿衍射光谱级次〔K〕左侧衍射光角坐标左右侧衍射光角坐标右

-1701025006

11082028807

-2501722506

213008305112 K左 左i 左i2 K右 右i 右i

38103801

795180052 K

2 K左 K右2

3806 7958k 1903 3959k 2dk

546.07107m546.07107m

1677.12nmsin1

sin1903 0.3256d

546.071072m546.071072m

1699.04nmsin2

0.642812ddd122

1688.08nm仪下面计算光栅不确定度,汞灯绿光波长误差无视不计,分光计仪器误差仪

12.90810-4rad则

仪1 3

1.679104radud1

cossin2111

10.945532562

546.071.679104nm0.82nmud2

cos2usin2 220.766064282

546.071.679104nm0.17nm1 则u不确定度为Uu(d