物理實驗衍射光柵驗證光柵方程ppt課件

1、實訓樓2209室，67791039: 網(wǎng)站: 上海工程技術大學上海工程技術大學 1. 了解光柵衍射原理與特點。2. 了解掌握分光儀及光柵調(diào)理要求和方法。3. 認識光柵光譜的分布規(guī)律，能正確判別 衍射光譜的級次。4. 能正確丈量衍射角，并能驗證光柵方程。衍射光柵、分光儀、平面鏡、汞燈 是一種很有用的光譜分析元件，是一種很有用的光譜分析元件， 光柵有不同的種類，如透射光柵、平面反光柵有不同的種類，如透射光柵、平面反射光柵、凹光柵及全息光柵等。射光柵、凹光柵及全息光柵等。 衍射光柵衍射光柵 (grating) 是由大量等寬度、等間隔是由大量等

2、寬度、等間隔 的平行狹縫構成的光學元件。的平行狹縫構成的光學元件。最典型的透射光最典型的透射光柵，是在玻璃片上刻柵，是在玻璃片上刻劃出一系列平行等距劃出一系列平行等距的劃痕，刻過的地方的劃痕，刻過的地方不透光，未刻的地方不透光，未刻的地方透光。透光。透射式透射式反射式反射式 光盤的凹槽構成一個反射光柵，在白光下能察光盤的凹槽構成一個反射光柵，在白光下能察看到入射光被分別成彩色光譜?？吹饺肷涔獗环謩e成彩色光譜。 蝴蝶身上層疊的細微鱗片、鳥羽細密的羽管都蝴蝶身上層疊的細微鱗片、鳥羽細密的羽管都構成了天然的反射光柵。構成了天然的反射光柵。bad 光柵常數(shù)光柵常數(shù):數(shù)量級為數(shù)量級為 10-5 10-6

3、 m光柵常數(shù)與光柵單位長度光柵常數(shù)與光柵單位長度的刻痕數(shù)的刻痕數(shù) N 的關系：的關系：Nbad1 例如，玻璃片上例如，玻璃片上cm寬刻有寬刻有3000條刻痕，光柵常數(shù)為：條刻痕，光柵常數(shù)為：m.cmNd61033333300011 K=0，1 , 2 , 3 ,. 恣意相鄰兩束光的光程恣意相鄰兩束光的光程差為差為 (a+b)sin ，假設，假設 滿足：滿足：(a+b)sinabPO Ksindsin)ba( 平行光垂直入射到光柵，平行光垂直入射到光柵，產(chǎn)生衍射景象。產(chǎn)生衍射景象。那么在該衍射角方向構成亮紋那么在該衍射角方向構成亮紋光柵方程光柵方程 Ksindsin)ba( K=0， 那么那么

4、=0，一切波長都能滿足光柵方程，一切波長都能滿足光柵方程，在該衍射角方向出現(xiàn)光源含有的一切顏色光的亮條在該衍射角方向出現(xiàn)光源含有的一切顏色光的亮條紋，中央零級條紋，此處無分光作用紋，中央零級條紋，此處無分光作用K一定，且不為零，波長一定，且不為零，波長不同，那么衍射角不同，那么衍射角 不同，不同，即不同顏色的光在不同位置出現(xiàn)亮條紋，即光柵可即不同顏色的光在不同位置出現(xiàn)亮條紋，即光柵可以起分光作用，以起分光作用， K級亮條紋級亮條紋復色光復色光白光白光不同波長的單色光別分開不同波長的單色光別分開不同波長的單色光別分開不同波長的單色光別分開1. 1. 利用分光儀丈量出汞燈零級光譜的角位置利用分光儀

5、丈量出汞燈零級光譜的角位置2. 2. 利用分光儀丈量出汞燈利用分光儀丈量出汞燈K=K=1,1,2,2,3 3級光級光 譜中綠光譜中綠光= 0.54607 m= 0.54607 m的角位置的角位置3. 3. 計算出汞燈計算出汞燈K=K=1,1,2,2,3 3級光譜中綠光的級光譜中綠光的 衍射角衍射角 的大小的大小4. 4. 令令 sin sin 為為 y y，K K 為為 x x，作最小二乘法擬，作最小二乘法擬 合處置，驗證光柵方程合處置，驗證光柵方程到達：到達：望遠鏡能接納平行望遠鏡能接納平行光，光，平行光管能出射平平行光管能出射平行光，行光，而且都與分光儀主而且都與分光儀主軸嚴厲垂直。軸嚴厲垂直。望遠鏡聚焦望遠鏡聚焦于無窮遠處于無窮遠處相互相互垂直垂直平行平行光管光管acb光柵光柵光光 柵放置柵放置兩者兩者正交正交光光 柵柵A A窗讀數(shù)窗讀數(shù)B B窗讀數(shù)窗讀數(shù)A A窗讀數(shù)窗讀數(shù)B B窗讀數(shù)窗讀數(shù)所以讀數(shù)為所以讀數(shù)為儀器儀器型號型號分度值分度值讀數(shù)誤差讀數(shù)誤差分光儀分光儀JJYJJY111111令令 sin sin 為為 y y，K K 為為 x x，作最小二乘法，作最小二乘法擬合處置擬合處置上機擬合數(shù)據(jù)記錄：上機擬合數(shù)據(jù)記錄