大學(xué)物理實驗報告系列之衍射光柵

大學(xué)物理試驗報告(ab)sindsin式中光柵狹縫與刻痕寬度之和d=a+b為光柵常數(shù)，假設(shè)在光柵片上每厘米刻有n條刻【試驗名稱】 衍射光柵

痕，則光柵常數(shù)(ab)1n

cm。為衍射角?！驹囼?zāi)康摹坑^看光柵的衍射光譜，理解光柵衍射根本規(guī)律。進一步生疏分光計的調(diào)整和使用。學(xué)會測定光柵的光柵常數(shù)、角色散率和汞原子光譜局部特征波長?！驹囼瀮x器】JJY1′型分光計、光柵、低壓汞燈電源、平面鏡等【試驗原理】衍射光柵、光柵常數(shù)圖40-1a為光柵刻痕(不透亮)寬度，b為透亮狹縫寬度。d=a+b為相鄰兩狹縫上相應(yīng)兩點之間的距離，稱為光柵常數(shù)。它是光柵根本參數(shù)之一。

當衍射角滿足光柵方程：dsik (k=0，±1，±2…) 〔40-1〕時，光會加強。式中為單色光波長，k是明條紋級數(shù)。假設(shè)光源中包含幾種不同波長的復(fù)色光，除零級以外，同一級譜線將有不同的衍射角。因此，在透鏡焦平面上將消滅按波長次序排列的譜線，稱k值譜線組成的光譜為同一級光譜，于是就有一級光譜、二級光譜……之分。圖40-3為低壓汞燈的衍射光譜示意圖，它每一級光譜中有4條特征譜線：紫色= 435 ．8nm ，綠色 圖40-31=546．1nm，黃色兩條=577．0nm和=579．1nm。2 3 43．角色散率(簡稱色散率)從光柵方程可知衍射角是波長的函數(shù)，這就是光柵的角色散作用。衍射光柵的色散率定義為：D上式表示，光柵的色散率為同一級的兩譜線的衍射角之差與該兩譜線波長差的比值。通過對光柵方程的微分，D可表示成：圖40-1 圖40-2 光柵衍射原理圖圖40-1a為光柵刻痕(不透亮)寬度，b為透亮狹縫寬度。d=a+b為相鄰兩狹縫

D k dcos d

〔40-2〕上相應(yīng)兩點之間的距離，稱為光柵常數(shù)。它是光柵根本參數(shù)之一。光柵方程、光柵光譜由圖40-1得到相鄰兩縫對應(yīng)點射出的光束的光程差為：

由上式可知，光柵光譜具有以下特點：光柵常數(shù)d愈小(即每毫米所含光柵刻線數(shù)目越多)角色散愈大；高級數(shù)的光譜比低級數(shù)的光譜有較大的角色散；衍射角很小〔40-2〕中的cos1D可看作一常數(shù)，此時與成正比，故光柵光譜稱勻排光譜。4．光柵常數(shù)與汞燈特征譜線波長的測量

6528” 6526” 6517” 6542” 6544” 6545”1 依據(jù)方程〔40-1〕

由公式4

S S2

S”2

S”1

分別求出，填入表格中。譜線的衍射角，就可以求出所用光柵的光柵常數(shù)d。反之，假設(shè)所用光柵的光柵常數(shù)，則可由〔40-1〕式測出光源放射的各特征譜線的波長。角的測量可由分光計進展。

由公式dsink求得【試驗內(nèi)容】光柵常數(shù)與光波波長的測量以綠色光譜線的波長=546．07nm為。測出其第一級〔k=1〕光譜的衍射角。為了消退分光計的偏心差，應(yīng)同時讀出分光計左、右兩游標的讀數(shù)。對k=+1S、Sk=-1S′、S′。則所測得的為：

d 1 sin1d 2 sin2d

546.071090.8271546.071090.8274546.07109

660.222nm659.983nm1 2 11[SS

2SS]

3 sin3

0.82814 2 1 2 1重復(fù)測量6次,計算d值及其不確定度u〔d〕。 d

546.07109

659.382nm4以綠色譜線測量計算所得的光柵常數(shù)d為，按上述步驟分別測出紫色和兩條黃色譜線的角，各測一次，求出各自的波長值。

sin 0.82694從汞光譜的兩條黃線算出與，求出光柵的色散率D?！緮?shù)據(jù)表格與數(shù)據(jù)記錄】綠光

d 5 sin5d 6 sin6

546.071090.8263546.071090.8263

659.863nm659.863nm12次數(shù)123456S112次數(shù)123456S1S24635”22635”4739”22534”4633”22538”4539”22632”4542”22634”4632”22735”

d6

6659.790nmS”16239”6235”6234”62S”16239”6235”6234”6235”6238”6239”dS”224437”24434”24436”24438”24439”24435”紫光65次數(shù) S1度數(shù)

S S”2 1

S” -2 內(nèi)

719’

-外

7.89nm1 S 1

4830” 22830” 7120” 25112”1S” 2283‘-4830”25112”7120” 64591

DD

719”7.89

0.01654 2

2 1 4

【小結(jié)與爭論】由公式dsink求得：當k=1時 dsin 推出,dcos 于是5()

做此試驗觀看了光柵的衍射光譜，理解了光柵衍射的根本規(guī)律，進一步生疏了分光計的調(diào)整與使用，測定了光柵常數(shù)，角色散率。到達了試驗的預(yù)期要求。S (dcos)2S2

dcosS

其中 S

1 54

爭論：對于同一光源,分別利用光柵分光和棱鏡分光有什么不同?光柵分光：光波將在每個狹縫處發(fā)生衍射，經(jīng)過全部狹縫衍射的光波又彼此發(fā)生干預(yù)，這種由衍射光形成的干預(yù)條紋是定域于無窮遠處的。光柵在使用面積肯定S (dcos)2S20.54nm dsin659.790109sin6459”480.32nm紫 (480.320.54)nm紫

的狀況下，狹縫數(shù)越多，區(qū)分率越高；對于光柵常數(shù)肯定的光柵，有效使用面積越大，區(qū)分率越高。棱鏡分光：棱鏡也是分光系統(tǒng)中的一個組成部件，因棱鏡色散力隨波長不同而變化，所在寬入射角寬波段偏振分光棱鏡。棱鏡區(qū)分率隨波長變化而變化，在短波次數(shù) S1黃內(nèi)

S S”2 1

是棱鏡分光最大的缺乏。S”24608” 2263” 6613” 24630”11黃外 4629” 22622” 6620” 24611 S S

S” 226‘-4608”24630”6613” 713”內(nèi) 4 2 11

2 1 41 S S外 4 2

S”2

S”1

2262‘-4629”2461”6620”4

6454” dsin659.790109sin7213”567.47 內(nèi) dsin659.790109sin6454”575.36nm外報告日期XXXX年XXXX月XXXX日XXXX工程可行性爭論報告目錄第一節(jié)工程概況一、工程背景二、投資方簡介三、目標公司簡介其次節(jié)擬投資行業(yè)及市場概況一、工程實施的必要性二、目標公司市場分析第五節(jié)工程效益分析一、經(jīng)營收入估算二、經(jīng)營總本錢估算三、經(jīng)營利潤與財務(wù)評價第六節(jié)工程風(fēng)險分析及對策

一、市場風(fēng)險及對策二、技術(shù)風(fēng)險及對策三、財務(wù)風(fēng)險及對策……第七節(jié)投資方案一、收購定價二、估量投資總額三、資金來源與支付四、后續(xù)進展方案第六節(jié)報告結(jié)論第一節(jié)工程概況一、工程背景說明工程提出的背景、投資理由、擬投資國家的投資環(huán)境、在可行性爭論前已經(jīng)進展的工作狀況及其成果、重要問題的決策和決策過程等狀況。二、投資方簡介1、投資方根本狀況及經(jīng)營狀況包括目標公司根本工商注冊信息、產(chǎn)業(yè)布局、主要產(chǎn)品及用途、員工狀況、股權(quán)構(gòu)造及控股方信息、行業(yè)地位、歷史沿革等。2、投資方實力和優(yōu)勢分析三、目標公司簡介1、根本信息包括目標公司根本工商注冊信息、產(chǎn)業(yè)布局、主要產(chǎn)品及用途、員工狀況、股權(quán)構(gòu)造及控股方信息、行業(yè)地位、歷史沿革等。2、經(jīng)營狀況經(jīng)營狀況公司的產(chǎn)品在市場上進展銷售、效勞的進呈現(xiàn)狀，包括歷年產(chǎn)量、銷售收入等。

資產(chǎn)負債狀況公司主要財務(wù)指標，要求能夠反映公司盈利力量、經(jīng)營力量、償債力量等。其次節(jié)擬投資行業(yè)及市場概況1、國內(nèi)相關(guān)行業(yè)及市場概況2、國際相關(guān)行業(yè)及市場概況第三節(jié)工程實施的必要性與可行性一、工程實施的必要性主要圍繞公司戰(zhàn)略目標，依據(jù)公司產(chǎn)業(yè)資源協(xié)同進展的需要以及產(chǎn)品規(guī)劃，結(jié)合產(chǎn)業(yè)政策等有關(guān)因素的支持與制約，論證工程投資的必要性。二、目標公司市場分析運用統(tǒng)計分析原理，分析目標公司產(chǎn)品銷售變化及市場發(fā)展趨勢。1、市場規(guī)模爭論目標公司產(chǎn)品及行業(yè)的整體規(guī)模，具體包括目標公司產(chǎn)品及行業(yè)在指定時間的產(chǎn)量、銷售收入等。2、行業(yè)分析主要包括行業(yè)內(nèi)主要品牌市場占有率、行業(yè)總銷售量年增長率、行業(yè)進展方向、市場進展方向等。3、競爭格局包括主要競爭企業(yè)根本資料、主要品牌經(jīng)營策略、競爭品牌近三年進展狀況、行業(yè)競爭態(tài)勢將來進展推測等。三、工程實施的可行性主要表現(xiàn)在以下方面：技術(shù)可行性。主要分析目標企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)現(xiàn)狀與規(guī)劃是否符合公司戰(zhàn)略，技術(shù)部門對目標公司實施的技術(shù)在行業(yè)內(nèi)進展比選和評價，合理評估其技術(shù)先進性。經(jīng)濟可行性。主要從企業(yè)理財?shù)慕嵌冗M展資本預(yù)算，評價

工程的財務(wù)盈利力量，推測工程投資回收期、凈現(xiàn)值等財務(wù)指標。社會影響。主要從資源配置的角度衡量工程的價值，評價工程在符合區(qū)域經(jīng)濟進展目標、有效配置經(jīng)濟資源、增加供給、制造就業(yè)、改善環(huán)境等方面的效益。風(fēng)險因素及對策。主要對工程的市場風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、財務(wù)風(fēng)險、法律風(fēng)險及社會風(fēng)險等風(fēng)險因素進展評價，制定躲避風(fēng)險的對策，為工程全過程的風(fēng)險治理供給依據(jù)。第四節(jié)工程效益分析一、經(jīng)營收入估算依據(jù)行業(yè)及公司歷史數(shù)據(jù)對目標公司將來五年經(jīng)營收入進展合理推測。二、經(jīng)營總本錢估算合理估算目標公司將來五年主營業(yè)務(wù)本錢、期間費用和稅金支出等。三、經(jīng)營利潤與財務(wù)評價合理估算目標公司將來五年的盈利水平，并估算工程投資回收期、內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值等財務(wù)指標。第五節(jié)工程風(fēng)險分析及對策本工程實施過程中，可能會面臨來自各方面的風(fēng)險，須對工程的政策風(fēng)險、國別風(fēng)險、市場風(fēng)險、技術(shù)風(fēng)險、治理風(fēng)險、財務(wù)及稅務(wù)風(fēng)險、法律風(fēng)險、經(jīng)濟及社會風(fēng)險、后續(xù)整合風(fēng)險等風(fēng)險因素進展評價，制定躲避風(fēng)險的對策，為工程全過程的風(fēng)險治