測定衍射光柵的光柵常數(shù)

1、實驗目的實驗目的1 1、了解光柵衍射的基本原理。、了解光柵衍射的基本原理。2 2、學會光柵常數(shù)的測量方法。、學會光柵常數(shù)的測量方法。 -光具座法光具座法 實驗原理實驗原理 光柵是一種常用的光學色散元件光柵是一種常用的光學色散元件, ,具有空間周具有空間周期性期性, ,它好象是一塊由大量的等寬、等間距并相它好象是一塊由大量的等寬、等間距并相互平行的細狹縫組成的衍射屏，色散率大，分辨互平行的細狹縫組成的衍射屏，色散率大，分辨本領高?？梢杂脕碇苯訙y定光波的波長。研究光本領高?？梢杂脕碇苯訙y定光波的波長。研究光譜線的結構和強度。標志它性質(zhì)的一個重要物理譜線的結構和強度。標志它性質(zhì)的一個重要物理量就是光

2、柵常數(shù)量就是光柵常數(shù)d d，它滿足的方程就是光柵方程。它滿足的方程就是光柵方程。光柵常數(shù)光柵常數(shù) d=a+b 光柵方程光柵方程 dsin=k式中式中是衍射角，是衍射角，是所用光波的波長，是所用光波的波長，k k是衍射是衍射光譜的級次。光譜的級次。 k=0、1、2、3、4ab原理光路圖原理光路圖ablx光柵光柵光柵唱數(shù)光柵唱數(shù) d=a+babdsinp光程差光程差 根據(jù)光柵方程，亮條紋的位置由光柵方程決根據(jù)光柵方程，亮條紋的位置由光柵方程決定，如果只考慮定，如果只考慮k=k=1 1級的情況，級的情況，sinsin就是一個就是一個小量，此時小量，此時sintg,sintg,因此，光柵方程可以寫因此

3、，光柵方程可以寫成成lxddtgdsin利用光柵方程，如果已知光波波長，通過測量利用光柵方程，如果已知光波波長，通過測量l l和和x,x,，就可以得到光柵常數(shù)，就可以得到光柵常數(shù)d d，反之，如果已知，反之，如果已知光柵常數(shù)光柵常數(shù)d d，同樣可以計算得到光波波長。同樣可以計算得到光波波長。xld dlx實驗儀器實驗儀器1.1.光柵（光柵（2 2塊）、塊）、2.2.半導體激光器（半導體激光器（=6500=6500）、3.3.光具座、光具座、4.4.觀察屏、觀察屏、5.5.游標卡尺。游標卡尺。實驗光路圖實驗光路圖光柵光柵半導體激光器半導體激光器l0+1-1-2+2xx實驗裝置圖實驗裝置圖實驗內(nèi)容

4、實驗內(nèi)容1.1.大片漂白光柵：已知光柵常數(shù)測量光波波長。大片漂白光柵：已知光柵常數(shù)測量光波波長。l 取取90cm左右左右5點，每個點，每個l 測量測量3 次次x 取平均，求出取平均，求出5 個個光波波長光波波長，計算平均光波波長及百分差。，計算平均光波波長及百分差。dlx%10000p5521 2.2.小片漂白光柵：已知光波波長測量光柵常數(shù)。小片漂白光柵：已知光波波長測量光柵常數(shù)。l 取大于取大于100cm的的5點，每個點，每個l 測量測量3 次次x 取平均，求取平均，求出出5 個光柵常數(shù)，計算平均光柵常數(shù)和平均光柵個光柵常數(shù)，計算平均光柵常數(shù)和平均光柵常常數(shù)的標準偏差。寫出最后結果。數(shù)的標準偏差。寫出最后結果。xld 1)(12nddniidsndsdddd5521dddd x的測量方法的測量方法2x2x2x0-1+10+1+2122x2x2x數(shù)據(jù)記錄表格數(shù)據(jù)記錄表格1.d=0.01mm l /cm xi /cm /cmcmx/cm/2.=6500 l /cm xi /cm d /cmcmx/cmd /數(shù)據(jù)處理和誤差分析數(shù)據(jù)處理和誤差分析1.1.大片漂