物理实验中心 衍射光栅
衍射光栅
基本原理 实验内容 ·实验仪器及元件 ·注意事项 ·实验常见问题及处理
▪ 基本原理 ▪ 实验内容 ▪ 实验仪器及元件 ▪ 注意事项 ▪ 实验常见问题及处理
一基本原理 光栅是一种重要的分光元件，它不仅用于光 谱学，还广泛用于计量、光通信、信息处理等方 面。光栅按不同分类方法可分为透射型和反射型 光栅或振幅型和位相型光栅，本实验使用的是透 射型振幅光栅，它相当于 一组数目极多的等宽、 等简距的平行排列的狭缝。其结构如下图所示： 透光 不透光 d "光栅周期为d=a+b
▪ 一.基本原理 光栅是一种重要的分光元件，它不仅用于光 谱学，还广泛用于计量、光通信、信息处理等方 面。光栅按不同分类方法可分为透射型和反射型 光栅或振幅型和位相型光栅，本实验使用的是透 射型振幅光栅，它相当于一组数目极多的等宽、 等间距的平行排列的狭缝。其结构如下图所示： ▪ 光栅周期为d=a+b
f 如上图，兰一束波长为入的平行光入射到光栅平画，透射光按衍射规 律向各个方问传播，经透镜L会聚后，崔透镜第二角平面上彩成组亮条纹。 各级亮条纹产生的条件是： d(sin i±sinO)=k (k=0,±1，+2) 上式称为光栅方程。式中d是光栅常数，日是衍射角，是入射角，k是衍射 级次，入为波长。括号中的正号表示入射光和衍射光在法线的同侧，而负号 表示在发现两侧
▪ 如上图，当一束波长为λ的平行光入射到光栅平面，透射光按衍射规 律向各个方向传播，经透镜L会聚后，在透镜第二角平面上形成一组亮条纹。 各级亮条纹产生的条件是： d(sin i sin ) = k (k = 0,1,2) 上式称为光栅方程。式中d是光栅常数，θ是衍射角，i是入射角，k是衍射 级次， λ为波长。括号中的正号表示入射光和衍射光在法线的同侧，而负号 表示在发现两侧
需要补充： ()如果入射光不是单色光，则除k=0外，其余各级谱线将按波 长的次序依次排开。 (2)当平行光垂直入射时，0，光栅方程简化为 dsinθ=kλ k=0,±1，+2， 这时在0=0的方向上可以观察到中央谱线极强（称为零级谱线），其它级 次的谱线则对称地分布在零级谱线的两侧。 在本实验中，所用的光源为汞灯，其衍射谱线如下图
▪ 需要补充： ▪ (1)如果入射光不是单色光，则除k=0外，其余各级谱线将按波 长的次序依次排开。 ▪ (2)当平行光垂直入射时，i=0，光栅方程简化为 d sin = k k = 0,1,2, 这时在θ=0的方向上可以观察到中央谱线极强（称为零级谱线），其它级 次的谱线则对称地分布在零级谱线的两侧。 在本实验中，所用的光源为汞灯，其衍射谱线如下图