汞光譜波長的測量

一、實驗?zāi)康?.觀察光柵的衍射光譜，理解光柵衍射根本規(guī)律；2.進一步熟悉分光計的調(diào)節(jié)與使用；

3.測定光柵常量和汞原子光譜局部特征波長。二、實驗儀器及裝置光柵分光計汞燈(1)、實驗儀器光柵：復(fù)色光經(jīng)過光柵衍射形成衍射〔不同級次和波長其衍射角不同〕?！?〕、實驗裝置示意圖光源平行光管光柵望遠鏡K=0K=1K=2K=-1K=-2φ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?！?〕望遠鏡結(jié)構(gòu)望遠鏡：將各級次的單色光會聚在一定角度上，用于觀察衍射光。目鏡照明小燈分劃板物鏡三、實驗原理(1)、衍射光柵，光柵常量。光柵由大量相互平行、等寬、等距的狹縫〔或刻痕〕構(gòu)成，其示意圖如圖1-1所示。原制光柵是用金剛石刻刀在精制的平行平面的光學(xué)玻璃上刻劃而成的，刻痕處，光射到它上面向四處散射而透不過去，兩刻痕之間相當(dāng)于透光狹縫。本實驗中使用的是全息光柵，由激光全息照相法拍攝于感光玻璃板上制成的。光柵上假設(shè)刻痕寬度為a，刻痕間距為b，那么d=a+b稱為光柵常量，它是光柵根本參數(shù)之一.光柵平行光束衍射角光柵常數(shù)圖1-1(2)、光柵方程當(dāng)一束平行單色光垂直入射到光柵平面上時，光波將發(fā)生衍射，光衍射角θ滿足光柵方程(1-1)

時，光會加強。式中，λ為入射光波長，k為明條紋〔光譜線〕級數(shù)。衍射后的光波經(jīng)過透鏡會聚后，在焦平面上將形成分隔得較遠的一條列對稱分布明條紋，如圖9-2所示。圖1-2

dsinφ=kλ(3)、光柵光譜如果入射光波含幾種不同波長的復(fù)色光，那么經(jīng)過光柵衍射后，不同波長光的同一級(k)明紋將按一定的次序排列，形成衍射光譜，稱為入射光源的衍射光譜。圖1-3是其中待測的普通低壓汞燈第一級衍射光譜。它的每一級光譜有四條特征譜線：紫光λ紫?,綠光λ綠?,黃光兩條λ黃1?和λ黃2?。圖1-3光柵衍射光譜示意圖(4)、光柵常數(shù)與汞光燈特征譜線波長的測量由式(1-1)可知，假設(shè)光垂直入射到光柵上，而第一級光譜中波長λ，那么測出它相應(yīng)的衍射角為，就可以算出光柵常數(shù)d；反之，假設(shè)光柵常數(shù)，那么可由式〔1-1〕得出光源發(fā)射的各特征譜線的波長λ。的測量可由分光計進行。四、實驗內(nèi)容與步驟1、分光計調(diào)整與汞燈衍射光譜觀察(1)、調(diào)整好分光計。(2)、將光柵按圖1-4所示位置放置于載物臺上。轉(zhuǎn)動載物臺，使光柵平面與平行光管的光軸垂直。轉(zhuǎn)動望遠鏡，使望遠鏡與平行光管在同一直線上，觀察中央明條紋〔k=0〕，然后左右轉(zhuǎn)動望遠鏡可見分立中央明條紋兩側(cè)的待測譜線。假設(shè)發(fā)現(xiàn)兩邊光譜線亮暗不均，說明光柵平面和平行光管的光軸沒有完全垂直。緩慢轉(zhuǎn)動載物平臺，觀察兩側(cè)光譜線直至兩側(cè)光譜線亮暗一致。假設(shè)發(fā)現(xiàn)左、右兩邊光譜線不在同一水平線上時，可通過調(diào)平臺下的調(diào)平螺絲，使兩邊譜線處于同一水平線上。圖1-4(1)、調(diào)節(jié)平行光管狹縫寬度。狹縫的寬度以能夠分辨出兩條緊靠的黃色譜線為準(zhǔn)。2、汞光譜波長的測量表1-1光譜波長測量數(shù)據(jù)五、數(shù)據(jù)處理(1)、計算出φ左和φ右的值，再計算

的值，填入表中；(2)、由，利用公式計算出各個級次各譜線的波長；(3)、計算各譜線的波長平均值及百分誤差：實驗進行中````````````實驗體會與感想通過一學(xué)期的普通物理實驗，我深深體會到了實驗的重要性，它是物理學(xué)的重要根底。通過不同的實驗儀器的操作，我提高了自己的動手能力，初步掌握了許多實驗儀器的操作方法。在自己