物理實(shí)驗(yàn)衍射光柵驗(yàn)證光柵方程ppt課件

1、實(shí)訓(xùn)樓2209室，67791039: 網(wǎng)站: 上海工程技術(shù)大學(xué)上海工程技術(shù)大學(xué) 1. 了解光柵衍射原理與特點(diǎn)。2. 了解掌握分光儀及光柵調(diào)理要求和方法。3. 認(rèn)識(shí)光柵光譜的分布規(guī)律，能正確判別 衍射光譜的級(jí)次。4. 能正確丈量衍射角，并能驗(yàn)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(gòu)成的光學(xué)元件。的平行狹縫構(gòu)成的光學(xué)元件。最典型的透射光最典型的透射光柵，是在玻璃片上刻?hào)?，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(gòu)成一個(gè)反射光柵，在白光下能察光盤的凹槽構(gòu)成一個(gè)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(xì)微鱗片、鳥羽細(xì)密的羽管都蝴蝶身上層疊的細(xì)微鱗片、鳥羽細(xì)密的羽管都構(gòu)成了天然的反射光柵。構(gòu)成了天然的反射光柵。bad 光柵常數(shù)光柵常數(shù):數(shù)量級(jí)為數(shù)量級(jí)為 10-5 10-6

3、 m光柵常數(shù)與光柵單位長(zhǎng)度光柵常數(shù)與光柵單位長(zhǎng)度的刻痕數(shù)的刻痕數(shù) N 的關(guān)系：的關(guān)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(shè)，假設(shè) 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(gòu)成亮紋那么在該衍射角方向構(gòu)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(zhǎng)都能滿足光柵方程，一切波長(zhǎng)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(jí)條紋，此處無分光作用紋，中央零級(jí)條紋，此處無分光作用K一定，且不為零，波長(zhǎng)一定，且不為零，波長(zhǎng)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(jí)亮條紋級(jí)亮條紋復(fù)色光復(fù)色光白光白光不同波長(zhǎng)的單色光別分開不同波長(zhǎng)的單色光別分開不同波長(zhǎng)的單色光別分開不同波長(zhǎng)的單色光別分開1. 1. 利用分光儀丈量出汞燈零級(jí)光譜的角位置利用分光儀

5、丈量出汞燈零級(jí)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(jí)光級(jí)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(jì)算出汞燈計(jì)算出汞燈K=K=1,1,2,2,3 3級(jí)光譜中綠光的級(jí)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(yàn)證光柵方程合處置，驗(yàn)證光柵方程到達(dá)：到達(dá)：望遠(yuǎn)鏡能接納平行望遠(yuǎn)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(yán)厲垂直。軸嚴(yán)厲垂直。望遠(yuǎn)鏡聚焦望遠(yuǎn)鏡聚焦于無窮遠(yuǎn)處于無窮遠(yuǎn)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(hào)型號(hào)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(jī)擬合數(shù)據(jù)記錄：上機(jī)擬合數(shù)據(jù)記錄