目的要求:
1,进一步熟悉分光计的调整与使用。
2,了解光栅的分光作用及原理,加深对光的衍射的理解。
3,测定光栅常数和汞灯的钠黄光的波长。
实验器材:
分光计,透射光栅,汞灯。
实验原理:
令 a表示透光狭缝的宽度,b表示不透光部分的宽度,则光栅常数 d=a+b。 当光垂直入射到光栅面上时,透射光在满足式
dsinφ=kλ(k=0,± 1,± 2,…)
的衍射角 φ方向上有亮条纹出现。对已知波长的光波,测出其经光栅衍射后的衍射角,并判定其级次 k后,即可测出所用光栅的光栅常数 d,已知光栅常数 d,就可以通过测出待测波长对应的衍射角 φ后,计算出待测 波长,
入射光光栅中央明条纹
K=0
一级明条纹
K=+1
一级明条纹
K= -1
绿黄光栅衍射光谱示意图黄绿实验内容及步骤:
一、分光计调整
1.粗调调节望远镜、平行光管和载物台下面的螺钉,
使它们都水平。
2.细调
(1)调节望远镜适合于观察平行光调节望远镜目镜,看清,”字形叉丝,
将光栅放在载物台上,缓慢转动小平台或左右转动望远镜,找到从光栅面反射回来的比较 清晰的亮,十,的像。
平行光管 望远镜
(2)调节望远镜光轴垂直于分光计主轴在望远镜的视场中看到,十,字反射像后,将载物台转 180
度,
找到由光栅另一面反射的,十,像。采取渐近法,使光栅两个面的,十,反射像都与,”形叉丝的上交点重合。
2.调节平行光管
(1)调节平行光管使其产生平行光调节平行光管上狭缝和透镜间的距离,直到在望远镜中看到一条清晰的狭缝像。
(2)调节平行光管光轴垂直于分光计主轴
3.调节光栅
4.正式测量测量绿光、黄光 Ⅰ 和黄光 Ⅱ 的衍射角狭缝像数据处理,
1,列出原始数据记录表格。
2,算出绿色光、黄光 Ⅰ 和黄光 Ⅱ 的衍射角。
3,将 φ绿代入光栅方程,计算出光栅常数 d。
4,根据光栅常数 d,计算出黄光 Ⅰ 和黄光
Ⅱ 的波长。并算出与理论值的相对误差。
d sinφ=kλ