衍射光柵實驗報告，謝謝

1樓：更上百層樓

衍射光柵實驗報告包括實驗名稱、實驗目的、實驗儀器、實驗原理及衍射光柵實驗結論。具體如下：

1、實驗名稱：

光柵衍射。

2、實驗目的：

（1）進一步掌握調節和使用分光計的方法。

（2）加深對分光計原理的理解。

（3）用透射光柵測定光柵常數。

3、實驗儀器：

分光鏡，平面透射光柵，低壓汞燈（連鎮流器）。

4、實驗原理：

光柵是由一組數目很多的相互平行、等寬、等間距的狹縫（或刻痕）構成的，是單縫的組合體。原制光柵是用金剛石刻刀在精製的平面光學玻璃上平行刻畫而成。光柵上的刻痕起著不透光的作用,兩刻痕之間相當於透光狹縫。

原制光柵**昂貴，常用的是複製光柵和全息光柵。為刻痕的寬度, 為狹縫間寬度, 為相鄰兩狹縫上相應兩點之間的距離，稱為光柵常數。它是光柵基本常數之一。

光柵常數的倒數為光柵密度，即光柵的單位長度上的條紋數，如某光柵密度為1000條/毫米，即每毫米上刻有1000條刻痕。

5、實驗結論：

光柵光譜具有如下特點：光柵常數d越小，色散率越大；高階數的光譜比低階數的光譜有較大的色散率；衍射角很小時，色散率d可看成常數，此時，δ 與δ 成正比，故光柵光譜稱為勻排光譜。

2樓：請問者請按照

實驗名稱：光柵衍射

實驗目的：1.進一步掌握調節和使用分光計的方法。

2.加深對分光計原理的理解。

3.用透射光柵測定光柵常數。

實驗儀器：分光鏡，平面透射光柵，低壓汞燈（連鎮流器）

實驗原理:

光柵是由一組數目很多的相互平行、等寬、等間距的狹縫(或刻痕)構成的,是單縫的組合體,其示意圖如圖1所示。原制光柵是用金剛石刻刀在精製的平面光學玻璃上平行刻劃而成。光柵上的刻痕起著不透光的作用,兩刻痕之間相當於透光狹縫。

原制光柵**昂貴,常用的是複製光柵和全息光柵。圖1中的為刻痕的寬度, 為狹縫間寬度, 為相鄰兩狹縫上相應兩點之間的距離,稱為光柵常數。它是光柵基本常數之一。

光柵常數的倒數為光柵密度,即光柵的單位長度上的條紋數,如某光柵密度為1000條/毫米,即每毫米上刻有1000條刻痕。

圖1光柵片示意圖圖2光線斜入射時衍射光路

圖3光柵衍射光譜示意圖圖4載物臺

當一束平行單色光垂直照射到光柵平面時，根據夫琅和費衍射理論，在各狹縫處將發生衍射，所有衍射之間又發生干涉，而這種干涉條紋是定域在無窮遠處，為此在光柵後要加一個會聚透鏡，在用分光計觀察光柵衍射條紋時，望遠鏡的物鏡起著會聚透鏡的作用,相鄰兩縫對應的光程差為

（1）出現明紋時需滿足條件

（2）（2）式稱為光柵方程，其中：為單色光波長；k為明紋級數。

由（2）式光柵方程，若波長已知，並能測出波長譜線對應的衍射角，則可以求出光柵常數d 。

在 =0的方向上可觀察到**極強，稱為零級譜線，其它譜線，則對稱地分佈在零級譜線的兩側，如圖3所示。

如果光源中包含幾種不同波長，則同一級譜線中對不同的波長有不同的衍射角，從而在不同的位置上形成譜線，稱為光柵譜線。對於低壓汞燈，它的每一級光譜中有4條譜線：

紫色 1=435.8nm;綠色 2=546.1nm;黃色兩條 3=577.0nm和 4=579.1nm。

衍射光柵的基本特性可用分辨本領和色散率來表徵。

角色散率d（簡稱色散率）是兩條譜線偏向角之差δ 兩者波長之差δ 之比：

（3）對光柵方程微分可有

（4）由（4）式可知，光柵光譜具有如下特點：光柵常數d越小，色散率越大；高階數的光譜比低階數的光譜有較大的色散率；衍射角很小時，色散率d可看成常數，此時，δ 與δ 成正比，故光柵光譜稱為勻排光譜。

實驗內容與步驟:

1．分光計的調整：

調整分光計就是要達到望遠鏡聚焦於無窮遠處；望遠鏡和平行光管的中心光軸一定要與分光計的中心軸相互垂直，平行光管射出的光是平行光。

（1）調望遠鏡聚焦於無窮遠處

目測粗調：由於望遠鏡的視場角較小，開始一般看不到反射象。因此，先用目視法進行粗調，使望遠鏡光軸、平臺大致垂直於分光計的轉軸。

然後開啟小燈的電源，放上雙面鏡（為了調節方便，應將雙面鏡放置在平臺上任意兩個調節螺絲的中垂線上，且鏡面與平臺面基本垂直），轉動平臺，使從雙面鏡正、反兩面的反射象都能在望遠鏡中看到。若十字象偏上或偏下，適當調節望遠鏡的傾斜度和平臺的底部螺絲，使兩次反射象都能進入望遠鏡中。

用自準直法調節望遠鏡：經目測粗調，可以在望遠鏡中找到反射的十字象。然後通過調節望遠鏡的物鏡和分劃板間的距離，使十字象清晰，並且沒有視差（當左右移動眼睛時，十字象與分劃板上的叉絲無相對移動），說明望遠鏡已經聚焦到無窮遠處，既平行光聚焦於分劃板的平面上。

（2）調望遠鏡光軸垂直於儀器轉軸

利用自準法可以分別觀察到兩個亮十字的反射象。如果望遠鏡光軸與分光計的中心軸相垂直，而平面鏡反射面又與中心軸平行，則轉動載物平臺時，從望遠鏡中可以兩次觀察到由平面鏡前後兩個面反射回來的亮十字象與分劃板準線上部十字線完全重和。如果不重合，而是一個偏低，一個偏高，可以通過半調整法來解決，即先調節望遠鏡的高低，使亮十字象與分劃板準線上部十字線的距離為原來的一半，再調節載物平臺下的水平調節螺絲，消除另一半距離，使亮十字象與分劃板準線上部十字線完全重和。

將載物平臺旋轉180度，使望遠鏡對著平面鏡的另一面，採用同樣的方法調節，如此反覆調整，直至從平面鏡兩表面反射回來的亮十字象與分劃板準線上部十字線完全重和為止。

（3）調節平行光管產生平行光

用已調好的望遠鏡作為基準，正對平行光管觀察，並調節平行光管狹縫與透鏡的距離，使望遠鏡中能看到清晰的狹縫象，且象與叉絲無視差。這時平行光管發出的光既為平行光，然後調節平行光管的斜度螺絲，使狹縫居中，上下對稱，即平行光管光軸與望遠鏡光軸重合，都垂直於儀器轉軸。

2．調節光柵方位及測量：

（1）分光計調節好後可將光柵按雙面鏡的位置放好，適當調節使從光柵面反射回來的亮十字象與分劃板準線上部十字線完全重和。

（2）從**條紋（即零級譜線）左側起沿一個方向向左移動望遠鏡，使望遠鏡中的叉絲依次與第一級衍射光譜中的綠線相重合，記下對應位置的讀數，再移動望遠鏡，越過**條紋，依次記錄右側第一級衍射光譜中的綠線位置對應的讀數。為了減少誤差，再從右側開始，重測一次。

【資料記錄與處理】

表1 測量光柵常數綠光波長： =546.1nm

測量次數12

3綠光位置

θ左 θ右

k = 1

328º45』

148º50』

327º39』

147º45』

318º46』

138º53』

k = -1

310º0』

130º5』

309º0』

129º2』

300º10』

120º15』

18º45』

18º39』

18º43』

18º36』

18º38』

18º45』

18º41』

18º37』

3.93』

綠光波長λ=0.546.1微米

1.707微米

0.038微米

1.707±0.038微米

t(0.95)=1.645

3.80』

18º41』

＝思考題：

1.怎樣調整分光計？調整時應注意的事項？

答：⑴先目測粗調，使望遠鏡和平行光管大致垂直與中心軸；另外再調載物臺使之大致呈水平狀態。（2）點亮照明小燈，調節並看清準線和帶有綠色小十字視窗。

（3）調節並使載物臺上的準直鏡正反兩面都進入望遠鏡，並且成清晰的像。（4）採取逐步逼近各半調節法使從準直鏡上發射所成的十字叉絲像與準直線重合。（5）目測使平行光管光軸與望遠鏡光軸重合，開啟狹縫並在望遠鏡中成清晰的大約1mm寬的狹縫像。

（6）使狹縫像分別水平或垂直並調節使狹縫像中心與十字叉絲中點想重合。調節過程中要注意已經調節好的要固定好，以免帶入新的誤差，另外注意逐步逼近各半調節法的使用。

2.光柵方程和色散率的表示式中各量的物理意義及適用條件?

答：（1）在光柵方程中λ為實驗中所測光的波長，如本實驗中綠光的波長。k為衍射光譜級數φ為衍射角，d為光柵常數即光柵相臨兩刻蚊間長度。

實用條件取決與級數的選取應與實驗相一致。

（2）色散率的表示式中相應量與光柵方程中具有相同含義。

3.當平行光管的狹縫很寬時，對測量有什麼影響?

答：造成測量誤差偏大，降低實驗準確度。不過，可採取分別測狹縫兩邊後求兩者平均以降低誤差。

4.若在望遠鏡中觀察到的譜線是傾斜的，則應如何調整?

答：證明狹縫沒有調與準線重合有一定的傾斜，拿開光柵調節狹縫與準線重合。

5.為何作自準調節時,要以視場中的上十字叉絲為準，而調節平行光管時，卻要以中間的大十字叉絲為準?

答：因為在自準調節時照明小燈在大十字叉絲下面，另外要保證準直鏡與望遠鏡垂直，就必須保證其在大十字叉絲上面，並且距離為燈與大十字叉絲相同的地方，即以視場中的上十字叉絲為準。

現在，很容易就知道為什麼在調節平行光管時，卻要以中間的大十字叉絲為準了。

6.光柵光譜與稜鏡光譜相比有什麼特點?

答：稜鏡光譜為連續的七色光譜，並且光譜經過稜鏡衍射後在兩邊僅僅分別出現一處；

光柵光譜則不同，它為不連續的並且多處在平行光管軸兩邊出現，另外還可以條件狹縫的寬度以保證實驗的精確度

3樓：星力之遊

沒有這樣的做實驗報告，現在沒有上課呢，在工作

4樓：匿名使用者

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