用透射光栅测定光波波长用透射光栅测定光波波长大学物理实验大学物理实验物电学院普物教研室物电学院普物教研室11 1、进一步巩固分光计的调节与使用技巧；、进一步巩固分光计的调节与使用技巧；2 2、利用光栅测定光栅常量、光波波长。、利用光栅测定光栅常量、光波波长。【实验目的实验目的】2分光计、平面透射光栅、低压汞灯、平面镜等。分光计、平面透射光栅、低压汞灯、平面镜等。【实验仪器实验仪器】3【实验原理实验原理】是光学色散元件，为一组数目极多的等宽、 等间距平行排列的狭缝。4分光原理如右图所示：分光原理如右图所示：5谱线特点：谱线特点：1 1、中间为零级谱线，其余各级谱线对称分布于两侧、中间为零级谱线，其余各级谱线对称分布于两侧 。 2 2、中间为零级谱线，而不同波长的光谱线位置不同、中间为零级谱线，而不同波长的光谱线位置不同 。并按波长增加的次序由里向外展开，形成彩色。并按波长增加的次序由里向外展开，形成彩色 光谱。光谱。若已知若已知 ，测出衍射角，测出衍射角 ，则可计算出光栅常数，则可计算出光栅常数 。 反之，若已知反之，若已知 ，通过测量衍射角，通过测量衍射角 ，则可以测出，则可以测出 光波波长光波波长 。注意6【实验内容实验内容】1、把分光计调节好（望远镜接收平行光并处于水平状态，载物台水平，准直管水平并产生平行光）。2、调节光栅的位置。（1）将光栅放在分光计载物平台上，使光栅平面处于载物台下方两个调节螺丝 和 中垂面上。左右转动载物平台，看到由光栅反射的“小十字叉丝”像，调节 或 ， 使小十字叉丝和分划板上的调整用叉丝中心重合，此时光栅面已垂直于入射光。7（2）用低压汞灯照亮准直管的狭缝。转动望远镜观察光谱 ，若零级谱线两侧的光谱线相对于分划板中间的水平线高低 不等时，调节载物平台下方的另一个螺丝 ，使零级谱线两 旁的谱线等高。由于调节螺丝 会使小十字叉丝像偏离调整 用 叉丝中心，所以要反复进行（1）（2）两步操作，直至小 十字叉丝像和调整用叉丝中心重合，并且所有谱线等高。3、将望远镜隔着光栅对准准直管，使零级光谱和分划板中 的竖直线重合。再转动载物平台，使由光栅表面返回的小十 字叉丝像和调整用叉丝中心重合。84、保持光栅位置不动，以光谱中的绿线为 已知谱线，通过测量衍射角 ，计算出光 栅常量 （对称测量，且测量次数不少于 3次）5、以 为已知量，通过测量衍射角 ，将数据 填入下面的表格当中，算出汞灯谱线中其余 谱线的波长 （一条紫线，两条黄线）9【数据处理数据处理 】黄线黄线紫线谱线条纹间距干涉级数衍射角衍射角波长10【思考与讨论思考与讨论】1、调节并判断光线是否垂直入射到光栅上？2、怎样确定光栅光谱的级数？3、如果望远镜对着平面透射光栅观察，发现有两个不重合的小十字叉丝像，你当如何解释？此时应如何调节光栅至测量状态？11再见！再见！12