衍射光柵特與光波波長的測量ppt課件

1、衍射光柵特性與光波波長的丈量衍射光柵特性與光波波長的丈量一、根本知識及運(yùn)用一、根本知識及運(yùn)用 大量等寬、等間距、平行陳列的狹縫即為衍射大量等寬、等間距、平行陳列的狹縫即為衍射光柵。光線透過狹縫后會構(gòu)成干涉。光柵。光線透過狹縫后會構(gòu)成干涉。 根據(jù)多縫衍射的原理，復(fù)色光經(jīng)過衍射光柵后根據(jù)多縫衍射的原理，復(fù)色光經(jīng)過衍射光柵后會構(gòu)成按波長順序陳列的譜線，稱為光柵光譜，所會構(gòu)成按波長順序陳列的譜線，稱為光柵光譜，所以光柵是一種重要的分光光學(xué)元件。以光柵是一種重要的分光光學(xué)元件。 在準(zhǔn)確丈量波長和對物質(zhì)進(jìn)展光譜分析中普遍在準(zhǔn)確丈量波長和對物質(zhì)進(jìn)展光譜分析中普遍運(yùn)用的單色儀、攝譜儀就常用衍射光柵構(gòu)成色散系運(yùn)

2、用的單色儀、攝譜儀就常用衍射光柵構(gòu)成色散系統(tǒng)。統(tǒng)。 根本知識根本知識 衍射光柵是極其精細(xì)的光譜分光元件衍射光柵是極其精細(xì)的光譜分光元件,它的刻槽它的刻槽密度可達(dá)密度可達(dá)4800槽槽/mm。 衍射光柵是各種光譜儀器的中心元件衍射光柵是各種光譜儀器的中心元件, ,廣泛運(yùn)用廣泛運(yùn)用于石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、生物、環(huán)保等國民經(jīng)于石油化工、醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、生物、環(huán)保等國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)研討的各個領(lǐng)域中。如濟(jì)和科學(xué)研討的各個領(lǐng)域中。如VCDVCD、DVDDVD光頭光頭, ,各種各種激光器激光器, ,特別是強(qiáng)激光核聚變特別是強(qiáng)激光核聚變, ,航空航天遙感成像光譜航空航天遙感成像光譜儀儀, ,同步輻射光束線等都

3、需求各種特殊光柵。它曾經(jīng)同步輻射光束線等都需求各種特殊光柵。它曾經(jīng)勝利地運(yùn)用于多波段航空遙感成像光譜儀、天文望遠(yuǎn)勝利地運(yùn)用于多波段航空遙感成像光譜儀、天文望遠(yuǎn)鏡、高精度光譜分析儀器。此外它還可以構(gòu)成光柵干鏡、高精度光譜分析儀器。此外它還可以構(gòu)成光柵干涉儀進(jìn)展精細(xì)位移分辨丈量。涉儀進(jìn)展精細(xì)位移分辨丈量。 光柵的運(yùn)用光柵的運(yùn)用二、學(xué)習(xí)要點(diǎn)二、學(xué)習(xí)要點(diǎn)1 1、掌握用衍射光柵準(zhǔn)確丈量光波波長的原理、掌握用衍射光柵準(zhǔn)確丈量光波波長的原理和方法。和方法。2 2、進(jìn)一步掌握分光計(jì)的調(diào)理、運(yùn)用方法。、進(jìn)一步掌握分光計(jì)的調(diào)理、運(yùn)用方法。三、丈量原理三、丈量原理absindd由光柵衍射公式由光柵衍射公式Kdsin

4、 ), 2, 1, 0(K可知，知光柵常數(shù)可知，知光柵常數(shù) 及衍射角及衍射角 和級次和級次 時，時，可利用上述求出光波波長可利用上述求出光波波長dK同理，知光波波長同理，知光波波長 及衍射角及衍射角 和級次和級次 時，時，可利用上述求出光柵常數(shù)可利用上述求出光柵常數(shù)dK黃黃綠綠紫紫一級明條紋一級明條紋一級明條紋一級明條紋1K1K中央明條紋中央明條紋0K光柵 實(shí)踐的丈量是對知干涉級次衍射條紋的實(shí)踐的丈量是對知干涉級次衍射條紋的衍射角衍射角 的準(zhǔn)確丈量。的準(zhǔn)確丈量。 利用分光計(jì)可察看利用分光計(jì)可察看到各級衍射條紋實(shí)到各級衍射條紋實(shí)踐能察看到兩級踐能察看到兩級,平行光復(fù)色平行光復(fù)色平行光管平行光管載

5、物臺載物臺望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡)(411111 用分光計(jì)可以測出各種單色光知衍射級用分光計(jì)可以測出各種單色光知衍射級次的衍射角。實(shí)踐丈量的為次的衍射角。實(shí)踐丈量的為1級衍射角，利級衍射角，利用公式計(jì)算衍射角用公式計(jì)算衍射角根據(jù)衍射公式那么可由知量計(jì)算出待丈量。根據(jù)衍射公式那么可由知量計(jì)算出待丈量。 根據(jù)波長及衍射角的變化關(guān)系可求出光根據(jù)波長及衍射角的變化關(guān)系可求出光柵的色散率柵的色散率 ，DD 實(shí)驗(yàn)中黃光有相差極小的衍射角，利用實(shí)驗(yàn)中黃光有相差極小的衍射角，利用其變化關(guān)系計(jì)算色散率。其變化關(guān)系計(jì)算色散率。四、實(shí)驗(yàn)安裝及運(yùn)用引見四、實(shí)驗(yàn)安裝及運(yùn)用引見望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡光柵光柵平行光管平行光管平行光管：復(fù)色光經(jīng)

6、過狹縫后經(jīng)透鏡作用平行光管：復(fù)色光經(jīng)過狹縫后經(jīng)透鏡作用變成平行光。變成平行光。光柵：復(fù)色光經(jīng)過光柵衍射構(gòu)成衍射不光柵：復(fù)色光經(jīng)過光柵衍射構(gòu)成衍射不同級次和波長其衍射角不同。同級次和波長其衍射角不同。望遠(yuǎn)鏡：將各級次的單色光會聚在一定角望遠(yuǎn)鏡：將各級次的單色光會聚在一定角度上，用于察看衍射光。度上，用于察看衍射光。五、實(shí)驗(yàn)操作步驟五、實(shí)驗(yàn)操作步驟1、按照、按照“分光計(jì)測三棱鏡折射率實(shí)驗(yàn)中的分光計(jì)測三棱鏡折射率實(shí)驗(yàn)中的調(diào)理要點(diǎn)調(diào)整分光計(jì)；調(diào)理要點(diǎn)調(diào)整分光計(jì)； 2、調(diào)整光柵位置，使光柵平面垂直于入射平、調(diào)整光柵位置，使光柵平面垂直于入射平行光，光柵狹縫或刻痕平行于旋轉(zhuǎn)主軸；行光，光柵狹縫或刻痕平行于旋轉(zhuǎn)主軸；3、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，可察看到、轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡，可察看到1、2級黃、綠、級黃、綠、紫三種單色光的衍射角；紫三種單色光的衍射角；4、丈量綠光的、丈量綠光的1級衍射角波長作為知條級衍射角波長作為知條件，計(jì)算光柵常數(shù)；件，計(jì)算光柵常數(shù)；5、丈量兩條黃光的、丈量兩條黃光