光栅衍射-丛妍

光栅衍射丛妍

光栅衍射 丛妍

实验目的测量光栅常数；实验原理图1衍射装置原理图

实验目的 ⚫测量光栅常数； 实验原理

光栅常数就是相邻光缝之间的距离。若光缝宽度为a，相邻光缝之间不透光部分的宽度为b，则光栅常数为d=a+b，若在栅面上每毫米刻划1000条光缝，则d=0.001mm。光栅光谱，是指复色光经过光栅衍射后，按波长的长短依次排列的图案。衍射装置如图1所示。L1，L2是透镜，S是被光源照亮的狭缝，G是光栅P是接受屏。S位于L1的物方焦面上。波长2单色光经G后被分开，成为一束衍射角为0的平行光，再经L2，汇聚到接受屏P上的A点。若S是狭缝，则衍射像就是一条亮线。在光谱学中也称为谱线。狭缝越窄，则亮线也越细，有利于对十分靠近的两条谱线的分辨。衍射角的大小由光栅方程：dsin 0 = ±ka(a = 0,1,2,.....)所决定。式中为主极大的级次，也称光谱级次。为入射光波的波长。光栅方程是决定主极大方向的公式。等式左端dsino表示两相邻衍射光束在方向的光程差，当它等于波长的整数倍，即dsin0-0.2.22.时.在相应的角产生不同级次的主极大。即，当sine=0时，产生=0的零级主极大当sin0,=±入时，在±0,方向产生1级主极大，当sin,=±2入时，在±0,方向产生2级主极大。若入射光波为单色光，则每一级只有一条亮线；若入射光波为复色光，则每一级都包括若干条亮线，每一亮线对应一种波长本实验所用光源为氨氯激光器，其光栅光谱为明暗条纹。如果测出该谱线的衍射角，则由上式可求出光栅常数

⚫ 光栅常数就是相邻光缝之间的距离。若光缝宽度为a，相邻光缝之间不 透光部分的宽度为b，则光栅常数为d=a+b，若在栅面上每毫米刻划1000 条光缝，则d=0.001mm。 ⚫ 光栅光谱，是指复色光经过光栅衍射后，按波长的长短依次排列的图案。 衍射装置如图1所示。L1，L2是透镜，S是被光源照亮的狭缝，G是光栅， P是接受屏。S位于L1的物方焦面上。波长单色光经G后被分开，成为 一束衍射角为的平行光，再经L2，汇聚到接受屏P上的A点。若S是狭 缝，则衍射像就是一条亮线。在光谱学中也称为谱线。狭缝越窄，则亮 线也越细，有利于对十分靠近的两条谱线的分辨。衍射角的大小由光栅 方程: ⚫ 所决定。式中为主极大的级次，也称光谱级次。为入射光波的波长。 ⚫ 光栅方程是决定主极大方向的公式。等式左端dsin表示两相邻衍射光 束在方向的光程差，当它等于波长的整数倍，即dsin=0,,2.时,在相 应的角产生不同级次的主极大。即,当sin=0 时，产生=0的零级主极大， 当sin 1=时，在1方向产生1级主极大，当sin 2=2时，在2方向 产生2级主极大。若入射光波为单色光，则每一级只有一条亮线；若入 射光波为复色光，则每一级都包括若干条亮线，每一亮线对应一种波长。 本实验所用光源为氦氖激光器，其光栅光谱为明暗条纹。如果测出该谱 线的衍射角，则由上式可求出光栅常数。 d sin = k ( = 0,1,2,.)

数据处理刺行射光级粒1I游标III左右右

数据处理 k225 5  45 5  228 42  48 40  218 45  38 45  215 55  35 55   k 62 20  6 20  12 47  12 45   k 62 20  12 46   k 3 10  6 23  左侧衍射光方位 右侧衍射光方位 衍射光谱级次 左＝－ 游 标 Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ 左 右 右