光栅测定光波波长

用透射光栅测定光波波长用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹，其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线（），钠光谱中的二黄线（，）。若为光栅常数，为衍射角，为光波波长，为光谱级数（），则产生衍射亮条纹的条件为：（光栅方程）（1）测量光栅常数用汞灯光谱中的绿线（）作为已知波长测量光栅常数。测量公式：（2）测量未知波长已知光栅常数，测量钠灯光谱中的二黄线波长和。测量公式：（3）测量透射光栅的角色散已知钠光谱中的二黄线的波长差，测出钠光谱中的二黄线的衍射角，求光栅的角色散。测量公式：分光计测量光波波长当一束平行光垂直入射到光栅上，产生一组明暗相间的衍射条纹，原理如图9—1所时，其夫朗和费衍射主极大由下式决定：

式中：d：光栅常数

d=a+b

：衍射角

m：主极大级次

m=0，1，2此式称光栅方程由（9—1）式得：

由此可以看出：只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角，即可计算出该光波长。牛顿环测量钠光灯谱线的波长根据理论计算可知，在反射光中暗环半径rk与入射光的波长λ和透镜球面的曲率半径R之间的关系是式中，k为正整数0，1，…，k，称为环的级数。由上式可知，如果用已知波长的单色产生牛顿环，当已知暗环的半径rk，就可算出透镜球面的曲率半径R;若已知R，测出rk，就可算出产生牛顿环的光波波长λ。钠光灯谱线的波长为：用迈克尔逊干涉仪测激光波长1、光程：折射率与路程的乘积，2、分振幅干涉：波面的个不同部分作为发射次波的光源，次波本身分成两部分，做不同的光程，重新叠加并发生干涉。3、等倾干涉公式推导：（如图所示）次波分成两部分，一部分直接反射从A点经过透镜到达S，另一部分透射到B点，再反射到C点经过透镜待到达S。两部分光的程差为：因薄膜很薄，两平面的夹角很小，和近似的相等而（）对于点光源s镜经和反射后所产生的干涉现象，等效于沿轴向分布的两个点光源和所产生高的非定域干涉。当观察屏垂直于轴放置时，平上一呈现同心的同心纹。自和反射的两光波的光程差为：双缝干涉测光波长因为l＞＞d,l＞＞x当两列波的路程差为波长的整数倍，即dx/l=±kλ,（k=0,1,2…)时才会出现亮纹，亮条纹位置为：x=±kλ相邻两个明(或暗)条纹之间的距离:其中:λ---波长，d---两个狭缝之间的距离，l---挡板与屏间的距离．用菲涅耳双棱镜测波长如图5—8－1所示，将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形，两端与棱脊垂直，楔角较小（一般小于1度）。当单色光源照射在双棱镜表面时，经其折射后形成两束好像由两个光源发出的光，即两列光波的频率相同，传播方向几乎相同，相位差不随时间变化，那么，在两列光波相交的区域内，光强的分布是不均匀的，满足光的相干条件，称这种棱镜为双棱镜。菲涅儿利用图5—8－2所示的装置，获得了双光束的干涉现象。图中双棱镜是一个分割波前的分束器。从单色光源发出的光波，经透镜会聚于狭缝，使成为具有较大亮度的线状光源。当狭缝发出的光波投射到双棱镜上时，经折射后，其波前便被分割成两部分，形成沿不同方向传播的两束相干柱波。通过双棱镜观察这两束光，就好像它们是由和发出的一样，故在其相互交叠区域内产生干涉。如果狭缝的宽度较小，双棱镜的棱脊与光源平行，就能在白屏P上观察到平行与狭缝的等间距干涉条纹。设代表两虚光源和间的距离，为虚光源所在的平面（近视地在光源狭缝的平面内）至观察屏的距离，且，干涉条纹宽度为，则实验所用光波波长可由下式确定（5—8—1）式表明，只要测出、和，便可计算出光波波长。通过使用简单的米尺和测微目镜，进行毫米级的长度测量，推算出微米级的光波波长，所以，这是一种光波波长的绝对测量。由于干涉条纹宽度很小，必须使用测微目镜进行测量。两虚光源间的距离，可用已知焦距为的会聚透镜置于双棱镜与测微目镜之间，由透镜的两次成像法求得，如图5—8－3所示。只要使测微目镜到狭缝的距离＞，前后移动透镜，就可以在的两个不同位置上从测微目镜中看到两虚光源和经透镜所的实