光柵特性及光譜波長(zhǎng)的測(cè)量

1、 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）課程名稱：近代物理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)名稱：光柵特性及光譜波長(zhǎng)的測(cè)量 學(xué)院：數(shù)學(xué)與物理學(xué)院班號(hào)：組號(hào)：組員：指導(dǎo)老師：光柵特性及光譜波長(zhǎng)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)地點(diǎn):光柵特性及光譜波長(zhǎng)的測(cè)量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私夤鈻诺闹饕匦詼y(cè)量實(shí)驗(yàn)所用光柵常數(shù)測(cè)量汞燈的譜線波長(zhǎng)測(cè)量氫燈的譜線波長(zhǎng)二、實(shí)驗(yàn)原理光柵和棱鏡一樣，是重要的分光原件，它可以把入射光中不同波長(zhǎng)的光分開(kāi)。 利用光柵分光制成的單色儀和光譜儀已被廣泛應(yīng)用。衍射光柵有透射光柵和反射光柵兩種，我們實(shí)驗(yàn)所用的是平面透射光柵，它相當(dāng)于一組數(shù)目極多，排列緊密均勻的平行狹縫目極多，排列緊密均勻的平行狹縫。根據(jù)夫瑯和費(fèi)衍射原理，每一單色平行光垂直投射到光柵平面上，被

2、衍射，亮紋條件為：dsin 9 =K 入（K=0, 1, 2, 3,222222）d光柵常數(shù)9 衍射角入 單色光波長(zhǎng)由于汞燈產(chǎn)生不同的單色光，每一單色光有一定的波長(zhǎng)，因此在同級(jí)亮紋時(shí)，各 色光的衍射角9是不同的。除中央亮紋外各級(jí)可有四條不同的亮紋， 按波長(zhǎng)不同 進(jìn)行排列，這樣，若對(duì)某一譜線進(jìn)行觀察（例如黃光 入y=5790 A0）對(duì)準(zhǔn)該譜線的某級(jí)亮紋（例如K= 1）時(shí)，求出其平均的衍射角9y，代入公式就可求光柵常數(shù)d,然后可與標(biāo)準(zhǔn)比較。本實(shí)驗(yàn)采用 d=1/1000厘米 的光柵。相反，若將所求得的光柵常數(shù) d,并對(duì)綠光進(jìn)行觀察，求出某級(jí)亮紋（如K= 1）的平均衍射角9y，代入公式，又可求出入g。

3、 同理，可以同級(jí)亮紋或不同亮紋的其他譜線進(jìn)行觀察和計(jì)算。當(dāng)一束平行光垂直入射到光柵上，產(chǎn)生一組明暗相間的 衍射條紋，其夫朗和費(fèi)衍射主極大由下式?jīng)Q 定:dsin =m 入(9 1)式中：光柵常數(shù)d = a + b9:衍射角大級(jí)次m =0車111, 2A =此式稱光柵方程J由式得：光柵特性及光譜波長(zhǎng)的測(cè)量（由此可以看出：只要測(cè)出任意級(jí)次的某一條光譜線的衍射角，即可計(jì)算出該 光波長(zhǎng)。三、實(shí)驗(yàn)儀器FB760-9光譜波長(zhǎng)測(cè)量?jī)x，透射光柵（1|50, 1|100mm）,氫燈，汞燈，鈉燈， 可調(diào)狹縫，測(cè)微目鏡，凸透鏡等。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）支起實(shí)驗(yàn)儀器，調(diào)節(jié)燈光，狹縫，透鏡的同軸等高，（2）在測(cè)量圓臺(tái)上放上被

4、測(cè)光柵，調(diào)節(jié)透鏡產(chǎn)生良好聚焦，看到清楚的鈉光譜 線。（3） 測(cè)量出k=1,-1,2,-2級(jí)的譜線夾角B。利用公式，在知道鈉光波為 289nm 的條件下，求出光柵常數(shù)d值。數(shù)據(jù)記錄如下：實(shí)驗(yàn)一：光柵常數(shù)的測(cè)量：k+1+2-1-29 / 1020.6510.520.5sin 90.1740.3520.1820.350d/nm3392.93339.93232.73363.8d平均/nm3332.3實(shí)驗(yàn)二：汞光燈的觀察與譜線波長(zhǎng)的測(cè)量:譜線讀數(shù)顯微鏡的位置9入+-左右左-右左右左-右k= 1紫354.2175.57.59190.27.27.3423.4青357.3173.56.911192.39.38

5、.1469.5黃351.81731011.51939.910578.6k= 2紫346.8168.214.916.71981515431.2青343.71641720.520218.918514.9黃341.5162.820.221.920321.120.6586.2入平均/nm入紫入青入黃427.3492.2582.4光柵特性及光譜波長(zhǎng)的測(cè)量EE(435.8)E(546.1)E(579.1)1.9%9.9%0.57%光柵常數(shù)d=3332.3nm實(shí)驗(yàn)三：氫原子巴爾末系光譜的觀察與譜線波長(zhǎng)的測(cè)量k譜線9sin 9入k譜線9sin 9入+1H a350.20.170566.49+2H a159.50.350583.15H B353.50.113376.55H B1660.241401.54H 丫354.20.101336.56H 丫1680.208346.560361.80.0311830.052-1H 丫369.20.160533.17-2H 丫1980.309514.84H B370.30.179596.48H B200.20.342569.82H a373.10.227756.43H a207.10.456759.76入平均/nmH a666.4575H B486.0975H 丫432.7825理論值： H a : 656.3nm H B