大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)衍射光柵實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康乃伎紗栴}思考問題實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 衍射光柵注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)衍射光柵衍射光柵一一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 進(jìn)一步掌握分光計(jì)的調(diào)整方法和被測光學(xué)元件的調(diào)整方法。2. 用已知波長的單色光（已知譜線）測定光柵常數(shù)。3. 用已知光柵常數(shù)的光柵測量未知譜線的波長。 4. 掌握光柵常數(shù)、色散率和分辨本領(lǐng)等光柵特性參數(shù)的基本概念和測量方法。 二二.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理:1.衍射光柵、光柵常數(shù)衍射光柵、光柵常數(shù)2.1實(shí)驗(yàn)光路圖實(shí)驗(yàn)光路圖(強(qiáng)度分布強(qiáng)度分布)YI光光柵柵透透鏡鏡屏屏幕幕2.2實(shí)驗(yàn)光路圖實(shí)驗(yàn)光路圖(具體分析具體分析) sindkdsi

2、nl 主極大主極大(明條紋明條紋)角位置條件角位置條件, 2 , 1 , 0kk 稱為稱為主極大級數(shù)主極大級數(shù)根據(jù)光柵方程測量光的波長根據(jù)光柵方程測量光的波長, ,或者給定光的波長測量光柵常數(shù)或者給定光的波長測量光柵常數(shù)Pba Lfo光柵方程光柵方程:2.3實(shí)驗(yàn)光路圖實(shí)驗(yàn)光路圖(光譜分布光譜分布)三三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟:1.分光計(jì)的調(diào)節(jié)分光計(jì)的調(diào)節(jié):具體參考分光計(jì)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)具體參考分光計(jì)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)2.光柵的調(diào)節(jié)光柵的調(diào)節(jié):(1)將光柵架按圖將光柵架按圖4放置于已調(diào)好的分光計(jì)的載物臺上。放置于已調(diào)好的分光計(jì)的載物臺上。圖中a, b, c是載物臺下面三個調(diào)節(jié)載物臺傾斜度的螺絲,上面的活動小

3、圓盤上有三條半徑線,轉(zhuǎn)動這個小圓盤,使三條半徑線與三個螺絲的位置對齊,然后將光柵片按圖中位置放好。cab平臺光柵圖4(2)調(diào)節(jié)光柵平面與入射光線垂直。調(diào)節(jié)光柵平面與入射光線垂直。 調(diào)節(jié)光柵平面與入射光垂直也就是調(diào)節(jié)光柵平面與分光平行光管的光軸垂直。其調(diào)節(jié)方法是:先用眼睛直接觀察,轉(zhuǎn)動分光計(jì)的刻度盤帶動載物臺,使光柵面與平行光管垂直;然后轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡,使望遠(yuǎn)鏡中的分劃板上的豎線與平行光管射過來的狹縫亮線相重合,此時,望遠(yuǎn)鏡的光軸與平行光管的光軸一致了,隨之?dāng)Q緊“望遠(yuǎn)鏡固定螺絲”(底座右邊)將望遠(yuǎn)鏡的位置固定,再仔細(xì)轉(zhuǎn)動刻度盤帶動載物臺,并結(jié)合調(diào)節(jié)載物臺的兩個螺絲a或b,直到光柵面反射回來的小綠“+

4、”字像位于分化板上方叉絲交點(diǎn)上。此時,入射光即垂直光柵面了。隨即擰緊載物臺固定螺絲,以保持光柵的位置不動。(3)調(diào)節(jié)光柵刻線與分光計(jì)主軸平行。調(diào)節(jié)光柵刻線與分光計(jì)主軸平行。 在調(diào)節(jié)前可先作一定性觀察。如果光柵刻線與分光計(jì)主軸不平行,將會發(fā)現(xiàn)左右衍射光線的傾斜的,如圖5所示。為此,可通過調(diào)節(jié)平臺下面的傾角螺絲C使左右衍射光線在水平方向高度一致。 4.測量汞光譜線的衍射角測量汞光譜線的衍射角: 測量汞光第一級(k=1)所有譜線的衍射角。以其中的一條為例:先將望遠(yuǎn)鏡移到一邊(如左邊-k),使分劃板上的叉絲豎線對準(zhǔn)該譜線,讀出兩個游標(biāo)A,B讀數(shù);然后將望遠(yuǎn)鏡移到右邊,再次對準(zhǔn)該譜線,讀出另兩個游標(biāo)讀數(shù)

5、。最后根據(jù)下式計(jì)算它們的衍射角：3.定性觀察汞光的衍射光譜定性觀察汞光的衍射光譜: 定性觀察汞光各條衍射譜線的分布情況,衍射角的大小(位置)與波長的關(guān)系,加深對光柵衍射理論的理解。 BBAA41四數(shù)據(jù)記錄及處理四數(shù)據(jù)記錄及處理 :（1）按以下表格記錄數(shù)據(jù)ABAB)sin(d黃1黃2綠藍(lán)紫（2）用波長已知的綠色A) 15461(譜線的衍射角（一級條紋），計(jì)算光柵常數(shù)及其不確定度。（3）用實(shí)驗(yàn)室給出的光柵常數(shù) mmd3001計(jì)算各色光的波長。并計(jì)算它們與公認(rèn)值的偏差。 五：注意事項(xiàng)：五：注意事項(xiàng)：（1）過“0”點(diǎn)問題 :在算度數(shù)的時候(2)光學(xué)元件(光柵、三棱鏡、平面鏡等)易損易碎,必須輕拿輕放,嚴(yán)禁用手觸摸光學(xué)面,以免弄臟或損壞，最好拿光柵的邊緣。 1. 利用鈉光（波長鈉米）垂直入射到一毫米有500條刻痕的平面透射光柵上時，試問最多能看到第幾級光譜？并說明理由。