光栅衍射公式特性研究中两条汞黄光的衍射级次是多少

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2012-05-17 11:57 标签： 光栅衍射公式
光栅特性的研究_中华文本库
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光栅特性的研究
衍射光栅是利用光的衍射原理使光波发生色散的光学元件．它由大量相互平行、等宽、等距的狭缝（或刻痕）组成．以衍射光栅为色散元件组成摄谱仪或单色仪是物质光谱分析的基本仪器之一，在研究谱线结构，特征谱线的波长和强度；特别是在研究物质结构和对元素作定性与定量的分析中有极其广泛的应用．
【实验目的】
1．进一步熟悉光学测角仪的调整和使用；
2．测量光栅的特性参数；
3．从测定钠灯和汞灯光谱在可见光范围内几条谱线的波长过程中，观测和研究光栅的衍射现象．
【实验原理】
1．光栅衍射
有大量等宽间隔的平行狭缝构成的光学元
件成为光栅．设光栅的总缝数为N，缝宽为a，
缝间不透光部分为b，则缝距d = a + b，称为光
栅常数．按夫琅和费光栅衍射理论，当一束平
行光垂直入射到光栅平面上时，通过不同的缝，
光要发生干涉，但同时，每条缝又都要发生衍
射，且N条缝的N套衍射条纹通过透镜后将完
全重合．如图1所示，当衍射角θ 满足光栅方程dsinθ = kλ（k = 0、±1、± 2、 …）时，任
两缝所发出的两束光都干涉相长，形成细而亮
的主极大明条纹．
2．光栅光谱
单色光经过光栅衍射后形成各级主极大的细亮线称为这种单色光的光栅衍射谱．如果用复色光照射，由光栅方程可知不同波长的同一级谱线（零级除外）的角位置是不同的，并按波长由短到长的次序自中央向外侧依次分开排列，每一干涉级次都有这样的一组谱线．在较高级次时，各级谱线可能相互重叠．光栅衍射产生的这种按波长排列的谱线称为光栅光谱．
评定光栅好坏的标志是角色散率和光栅的分辨本领．
（1）ψ=d?称为光栅的角色散率，由dsin? = kλ 可知 dλ
ψ=d?k= dλdcospk
（2）根据瑞利判据，光栅能分辨出相邻两条谱线的能力是受限制的，波长相差Δλ的两条相邻的谱线，若其中一条谱线的最亮处恰好落在另一条谱线的最暗处，则称这两条谱线能
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文档介绍：
1 中国地质大学(武汉) 实验报告课程名称: 近代物理实验实验名称: 光栅特性及光谱波长的测量学院: 数学与物理学院班号: 组号: 组员: 指导老师: 实验地点: 光栅特性及光谱波长的测量 2 光栅特性及光谱波长的测量一、实验目的 1.了解光栅的主要特性 2.测量实验所用光栅常数 3.测量***灯的谱线波长 4.测量氢灯的谱线波长二、实验原理光栅和棱镜一样,是重要的分光原件,它可以把入射光中不同波长的光分开。利用光栅分光制成的单色仪和光谱仪已被广泛应用。衍射光栅有透射光栅和反射光栅两种,我们实验所用的是平面透射光栅,它相当于一组数目极多,排列紧密均匀的平行狭缝目极多,排列紧密均匀的平行狭缝。根据夫琅和费衍射原理, 每一单色平行光垂直投射到光栅平面上, 被衍射, 亮纹条件为: dsin θ=K λ(K=0, ±1,±2,±3,······ ) d----- 光栅常数θ----- 衍射角λ------- 单色光波长由于***灯产生不同的单色光,每一单色光有一定的波长,因此在同级亮纹时,各色光的衍射角θ是不同的。除中央亮纹外各级可有四条不同的亮纹,按波长不同进行排列,这样,若对某一谱线进行观察(例如黄光λ y=5790 A0 )对准该谱线的某级亮纹(例如 K= ±1)时,求出其平均的衍射角θ〈 y,代入公式就可求光栅常数 d,然后可与标准比较。本实验采用 d=1/1000 厘米的光栅。相反,若将所求得的光栅常数 d,并对绿光进行观察,求出某级亮纹(如 K= ±1)的平均衍射角θ〈y,代入公式,又可求出λg。同理,可以同级亮纹或不同亮纹的其他谱线进行观察和计算。当一束平行光垂直入射到光栅上,产生一组明暗相间的衍射条纹,其夫朗和费衍射主极大由下式决定: dsin Φ=mλ(9—1) 式中:光栅常数 d=a+b θ:衍射角大级次 m=0, 1, 2 此式称光栅方程由式得: (由此可以看出:只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角,即可计算出该光波长。光栅特性及光谱波长的测量 3 三、实验仪器 FB760-9 光谱波长测量仪,透射光栅( 1|50 , 1|100mm ),氢灯,***灯,钠灯, 可调狭缝,测微目镜,凸透镜等。四、实验内容( 1)支起实验仪器,调节灯光,狭缝,透镜的同轴等高, ( 2) 在测量圆台上放上被测光栅,调节透镜产生良好聚焦,看到清楚的钠光谱线。( 3) 测量出 k=1,-1,2,-2... 级的谱线夹角θ。利用公式,在知道钠光波为 289n m 的条件下,求出光栅常数 d值。数据记录如下: 实验一:光栅常数的测量: k +1 +2 -1 -2 θ/°.5 20.5 sin θ0.174 0.352 0.182 0.350 d/nm 9.9 3.8 d平均/nm3332.3 实验二:***光灯的观察与谱线波长的测量: 谱线读数显微镜的位置θλ+- 左右左-右左右左-右紫354.2 175.5 7.5 .2 7.3 423.4 k= ± 1 青357.3 173.5 6.9 .3 8.1 469.5 黄351.8 173 10 11.5 193 9.9 10578.6 k= ±2 紫346.8 168.2 14.9 16.7 198
青343.7 164
18.9 18514.9 黄341.5 162.8 20.2 21.9 203 21.1 20.6 586.2 λ平均/nm λ紫λ青λ黄 427.3 492.2 582.4 E E(435.8) E(546.1) E(579.1) 1.9% 9.9% 0.57% 光栅常数 d=3332.3nm 实验三:氢原子巴尔末系光谱的观察与谱线波长的测量. 光栅特性及光谱波长的测量 4 k谱线θ sin θλk谱线θ sin θλ+1 Hα 350.2 0.170 566.49 +2 Hα159.5 0.350 583.15 Hβ353.5 0.113 376.55 Hβ166 0.241 401.54 Hγ 354.2 0.101 336.56 Hγ 168 0.208 346.56 .031 183 0.052 -1 Hγ369.2 0.160 533.17 -2 Hγ198 0.309 514.84 Hβ 370.3 0.179 596.48 Hβ 200.2 0.342 569.82 Hα373.1 0.227 756.43 Hα207.1 0.456 759.76 λ平均/nm Hα 666.4575 Hβ486.0975 Hγ 432.7825 理论值: Hα: 656.3nm Hβ:486.1nm Hγ:434.0nm 五、误差分析 1.仪器精度有限 2. ***灯青色光的测量偏差较大六、参考资料 1.戴乐山等,近代物理实验,复旦大学出版社 2.黄润生等,近代物理实验第二版,南京大学出版社1
内容来自淘豆网转载请标明出处.& & 光栅衍射实验思考题
光栅衍射实验思考题
光栅衍射实验 ------光波波长的测量 【实验目的】
1.观察光栅衍射现象,了解..3.本实验中只测量衍射的第1级次。 六、思考题 光栅衍射测量的条件? 提示:(1..衍射光栅的研究 [思考题]: ⒈光栅方程成立的条件是什么?在实验中如何使这一..补充实验1 光栅特性与激光波长 图1 NaCl单晶的劳厄相 图2 DNA结构的X-射线衍..光栅特性与激光波长教案物理实验基础 实验沿革 具有空间周期性结构的衍射屏..⑴ 分别换上圆孔、方孔、光栅和多孔衍射板,调整光路,重复上述相关实验操作步..实验四 分光计的调整及光栅常数的测定 分光计作为基本的光学仪器之一,它是精..光学实验思考题集 一、 薄透镜焦距的测定 ⒈远方物体经透镜成像的像距为什么..声光效应的衍射光强分布类似于普通的光栅,所以也称为液体中的超声光栅。 【..实验步骤: 数据记录: 光栅狭缝密度, 汞谱线 分光计读数 或 衍射角 数学模型..测量衍射角θ时,为使望远镜中十字叉丝竖线对准各谱线,必须使用望远镜调螺钉..【实验内容】 (1)按练习一的要求调节好分光计。 (2)将衍射光栅放在载物台上..5.基本了解实验仪器的使用方法; 6.回答课后的思考题; 7.写出预习报告,在原始..物理实验复习思考题 1.天平上的刀口是称量天平性能的重要部件,在使用天平时..思考题1、一衍射光栅对某一波长在宽度有限的屏幕上只出现中央明纹和第一级亮..为了使实验满足夫琅和费衍射条件,要求入射光是平行光,且垂直照射到光栅平面..实验十二 声光调Q倍频YAG激光器实验 一、实验目的 (1)掌握声光调Q连续激光器..有关平行光管的原理、调节与使用方法请参见光栅衍射实验。下面介绍其余部件..大学物理实验教材课后思考题答案 转动惯量: 1.由于采用了气垫装置,这使得气..印刷光学实验指导三 实验三 色度学实验 一、实验目的 掌握、了解各种样品的..
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