大学物理实验_用透射光栅测定光波波长汇总

华南师范大学实验报告学生姓名 学 号 专 业 化学 年级、班级课程名称 物理实验 实验项目 用透射光栅测光波波长实验类型 □验证 □设计 □综合 实验时间 2012 年 3 月 21 实验指导老师 实验评分一、实验目的：1、加深对光的衍射和光栅分光作用基本原理的理解。

2、学会用透射光栅测定光波的波长及光栅常数。

二、实验原理：如图1所示，自透镜L 1射出的平行光垂直地照射在光栅Ｇ上。

透镜L 2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其第二焦平面上的P θ点。

产生衍射亮条纹的条件可由光栅方程求得：λθk d =sin （k ＝±1，±2，…，±n ） （1）式中θ角是衍射角，λ是光波波长，k 是光谱级数，d 是光栅常数。

当k ＝０时，根据（1）式，任何波长的光都在0=θ的方向上，即各种波长的光谱线重叠在一起，形成明亮的零级光谱，对于k 的其它数值，不同波长的光谱线出现在不同的方向上（θ的值不同）， k 的正负两组光谱，对称地分布在零级光谱的两侧。

若光栅常数d 已知，在实验中测定了某谱线的衍射角θ和对应的光谱级k ，则可由（1）式求出该谱线的波长λ；反之，如果波长λ是已知的，则可求出光栅常数d 。

光栅方程对λ微分，就可得到光栅的角色散率θλθcos d kd d D ==（2） 角色散率是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距，当光栅常数d 愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。

且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则θcos 接近不变，光谱的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱镜的不均匀色散有明显的不同。

当常数d 已知时，若测得某谱线的衍射角θ和光谱级k ，可依（2）式计算这个波长的角色散率。

三、实验仪器：分光计，平面光栅，汞灯四、实验内容与步骤：测定衍射角从光栅的法线（零级光谱亮条纹）起沿一方向（如向左）转动望远镜筒，使望远镜中叉丝依次与第一级衍射光谱中紫、绿、黄（两条）四条谱线重合（注意使用望远镜方位角微调螺钉），并记录与每一谱线对应的角坐标的读数（两个游标φ1和φ1＇都要读。

物理实验报告《利用分光仪和透射光栅测
定光波波长》
实验目的
本实验旨在利用分光仪和透射光栅来测量光波的波长。

实验仪器
- 分光仪
- 透射光栅
实验步骤
1. 将光源对准分光仪的入口处；
2. 调节分光仪的光柱，使其通过透射光栅；
3. 观察出射光的干涉颜色；
4. 调节透射光栅的位置，使出射光颜色达到最强；
5. 记录透射光栅的位置，并计算出光波的波长。

实验结果
通过实验我们得到了光波的波长数据如下：
结论
通过实验测量，我们得到了光波的波长数据。

根据数据分析，我们可以得出结论：在本实验中，利用分光仪和透射光栅测定光波的波长是可行的。

实验总结
本实验通过分光仪和透射光栅的使用，成功地测量出了光波的波长。

实验方法简单，结果可靠。

希望这个实验对于理解光的特性和测量光波的波长有所帮助。

参考文献
- [参考书目1]
- [参考书目2]。

实验八用透射光栅测定光波波长一实验目的1.加深对光栅分光原理的理解；2、用透射光栅测定光栅常量, 光波波长和光栅角色散；3.熟悉分光计的使用方法。

二实验仪器分光计, 平面透射光栅, 汞灯, 单缝（宽度可调）三实验原理光栅是一种数目极多的等宽、等距和平行排列的狭缝, 如图1所示, 设S位于透镜L1物方焦面上的细长狭缝光源, G为光栅, 光栅上相邻狭缝的间距为d为光栅常量, 自L1射出的平行光垂直地照射在光栅G上, 与光栅法线成θ角的平行光线经透镜L2后将会聚于像方焦面上的Pθ点, 产生衍射亮条纹的条件为:dsinθ=kλ该式称为光栅方程, 式中θ是衍射角, λ是光波波长, k是光谱级数。

由光栅方程对λ微分, 可得光栅的角色散:D=dθ/dλ=k/dcosθ光栅分辨本领R为:R=λ/dλ=kN（其中N为光栅刻线的总数。

）四、实验步骤1.分光计的调节；(1) 望远镜适应平行光（对无穷远调焦）；(2) 望远镜准直管主轴均垂直于仪器主轴；(3) 准直管发出平行光。

（1） 2.光栅位置的调节（2）将光栅面调节到垂直于入射光。

（3）将光栅衍射面调节到和观察面刻度盘平面一致。

使望远镜对准准直管, 从望远镜中观察到被照亮的准直管狭缝的像, 使其和叉丝的垂直线重合, 固定望远镜, 点亮目镜叉丝照明灯, 左右转动载物平台, 看到反射的“绿十字”, 调节b2和b3, 时绿十字和目镜的调整叉丝重合, 用汞灯照亮准直管的狭缝, 转动望远镜观察光谱,如果左右两侧的光谱线相对于目镜中叉丝的水平线高低不平时, 说明光栅的衍射面和观察面不一致, 这时可调节平台上的螺钉b1使它们一致。

3.测量光栅常量d根据（*）式, 只要测出第k级光谱中波长λ已知的谱线的衍射角θ, 就可以求出d值。

转动望远镜到光栅的一侧, 使叉丝的垂直线对准已知波长的第k级谱线的中心, 记录游标值, 将望远镜转向光栅的另外一侧, 同上测量, 同一游标的两次读数之差是衍射角的二倍, 重复测量几次, 计算d值及其标准不确定度。

《⼤学物理实验》2-19实验⼗九⽤透射光栅测光波波长及⾓⾊散率171k 实验⼗九⽤透射光栅测光波波长及⾓⾊散率衍射光栅是⼀种分光元件，由于其基质材料不同⽽有透射光栅和反射光栅两类。

它们都相当于⼀组数⽬很多，排列紧密，均匀的平⾏狭缝，透射光栅是⽤⾦刚⽯在⼀块平⾯玻璃上刻划⽽成的。

反射光栅则是刻划在精研过的硬质⾦属⾯上，⽤这种⽅法刻制的光栅，由于要求⾮常精密，因⽽制造困难，所以价格⾮常昂贵，⽽平常所⽤的光栅⼤都是复制品。

如今由于单⾊性好的激光的出现，应⽤其⼲涉原理制成了全息光栅，制造容易，价格便宜，从⽽使得光栅摄谱仪在现代技术上有极其⼴泛的应⽤，光栅实验也得以普及。

本实验⽤的光栅是⼀块透射光栅。

⼀、实验⽬的1．了解分光计的结构，学会正确的调整⽅法； 2．加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解； 3．学会⽤透射光栅测定光波波长、光栅常数及⾓⾊散率。

⼆、实验原理1. 光栅衍射及光波波长的测定根据夫琅⽲费衍射理论，若以单⾊平⾏光垂直地⼊射到透射光栅上（如图1所⽰），当满⾜光栅⽅程：sin d θλ= (k =0, 1,2±±,……) （１）时，θ⽅向的光将加强，其它⽅向的光将减弱甚⾄完全抵消。

式中θ是衍射⾓，d 是缝距⼜常称为光栅常数（d = a + b ，其中a 是刻痕宽度，b 为狭缝宽度），k 为衍射光谱的级数，λ是光的波长。

如果⽤会聚透镜将这些衍射后的光会聚起来，可以在透镜的焦平⾯上看到衍射后的光谱。

图１光栅衍射原理图由光栅⽅程可知，对于所有波长的光，其零级谱线都在θ＝0的⽅向上，其它各级谱线对称地分布在零级条纹两侧。

当已知光栅常数d 时，只要测出第 k 级(实验中取k ＝1)谱线的衍射⾓θ，就可以求得产⽣衍射的光波的波长λ。

反之，⼊射光波长λ已知，通过测定衍射⾓θ，图2 光栅光谱⽰意图172便可求出光栅常数d 。

2. 光栅的⾓⾊散率如果光源中包含⼏种成份的光波，根据衍射⽅程，在同⼀级谱线(除零级外)中，不同波长的光波就有不同的衍射⾓θ，从⽽在同⼀级谱线中形成多条单⾊谱线，如图2所⽰。

大物实验报告——用光栅测量光波波长实验5.8 用光栅测量光波波长实验目的1) 学习调节和使用分光仪观察光栅衍射现象。

2) 学习利用光栅衍射测量光波波长的原理和方法。

3) 了解角色散与分辨本领的意义及测量方法。

实验仪器JJY 分光仪(1' )、光栅、平行平面反射镜、汞灯等。

实验原理1.光栅方程光栅是一种重要的分光元件，分为透射光栅和反射光栅。

本实验中我们使用的是透射光棚。

在一块透明的平板上刻有大量相互平行等宽等间距的刻痕，这样一块平板就是一种透射光栅，其中刻痕部分为不透光部分。

若刻痕之间透光部分(即狭缝) 的宽度为a，刻痕宽度为b，则光栅常数为d=a+b。

通常，光栅常数是很小的，例如，在10mm内刻有3000 条等宽等间距的狭缝。

当一束波长为入的平行光垂直照射在光栅上时，每一个狭缝透过的光都要发生衍射，向各个方向传播。

经过光栅衍射，与光栅面法线成中角的平行光，经过透镜后会聚于透镜焦平面处屏上一点P，中角称为衍射角。

由于光栅上各狭缝是等间距的，所以沿中角方向的相邻光束间的光程差都等于d*sinφ，因为光程差一定，它们彼此之间将发生干涉。

用透镜将经过光栅衍射的平行光会聚于透镜焦平面处屏上，将呈现由单缝衍射和多缝干涉综合效果所形成的光栅衍射条纹。

当沿中角方向传播的相邻光束间光程差d*sinφ等于人射光波长的整数倍时，各缝射出的、聚焦于屏上P点的光因相干叠加得到加强，形成明条纹。

因此，光栅行射明纹的条件是中必须满足d*sinφ= kλ(k=0,±1,±2，...)满足光栅方程的明条纹称为主极大条纹也称为光谱线，k称为主极大级数。

k=±1，k=±2，…分别为对称地分布在中央明条纹两侧的第1级、第2级…主极大条纹。

用分光仪测得第k级谱线的衍射角后，若已知光栅常数d,就可求出人射光的波长。

2.光栅色散本领与分辨本领人射光波长不同，则同等级光谱衍射角中不同，波长越长，衍射角越大，这就是光栅的分光原理。

竭诚为您提供优质文档/双击可除用透射光栅测定光波波长实验报告篇一：物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》【实验目的】观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。

刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数，用d表示。

由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。

用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。

凡衍射角满足以下条件k=0，±1，±2，?(10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。

式（10）称为光栅方程。

式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。

当k=0时，θ=0得到零级明纹。

当k=±1，±2?时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级?明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】1．分光计的调整分光计的调整方法见实验1。

2．用光栅衍射测光的波长（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。

先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像，然后固定望远镜。

将装有光栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝a，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。

实验名称：光栅特性及测定光波波长目的要求1. 了解光栅的主要特性2. 用光栅测光波波长3. 调节和使用分光计仪器用具1. JJY型分光计2. 透射光栅3. 平面镜4. 汞灯5. 钠光灯6. 可调狭缝7. 读数显微镜实验原理实验所用的是平面透射光栅，它相当于一组数目极多、排列紧密均匀的平行狭缝。

根据夫琅禾费衍射理论，当一束平行光垂直的投射到光栅平面上时，光通过每条狭缝都发生衍射，有狭缝射光又彼此发生干涉。

凡衍射角符合光栅方程：φkλsin（k=0，±1，±2，…）d=在该衍射角方向上的光将会加强，其他方向几乎完全抵消。

式中φ是衍射角，λ是光波波长，k 使光谱的级数，d 是缝距，称为光栅常数，它的倒数1／d 叫做光栅的空间频率。

当入射平行光不与光栅表面垂直时，光栅方程应写为：λφk i d =−)sin (sin （k =0，±1，±2，…）若用会聚透镜把这些衍射后的平行光会聚起来，则在透镜的后焦面上将会出现一系列的亮点，焦面上的各级亮点在垂直光栅刻线的方向上展开，称为谱线。

在φ＝0的方向上可以观察到中央极强，即零级谱线。

其他 ±1，±2，…级的谱线对称的分布在零级谱线两侧。

若光源中包含几种不同波长的光，对不同波长的光，同一级谱线将有不同衍射角φ，因此在透镜的焦面上出现按波长次序级谱线级次，自第0级开始左右两侧由短波向长波排列的各种颜色的谱线，称为光栅衍射光谱。

用分光计测出各条谱线的衍射角φ，若已知光波波长，即可得到光栅常数d ；若已知光栅常数d ，即可得到待测光波波长λ。

分辨本领R: 定义为两条刚好能被该光栅分辨开的谱线的波长差△λ≡λ2－λ1去除它们的平均波长：λλ∆≡R ， R 越大，表明刚刚那个能被分辨开的波长差△λ越小，光栅分辨细微结构的能力就越高。

由瑞利判据可以知道：kN R =其中N 是光栅有效使用面积内的刻线总数目。

角色散率D: 定义为同一级两条谱线衍射角之差△φ与它们的波长差△λ之比。

---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》【实验目的】观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。

刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数，用d 表示。

由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，1 / 21透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。

用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。

凡衍射角满足以下条件k = 0，±1，±2， (10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。

式（10）称为光栅方程。

式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。

当k=0时，θ= 0得到零级明纹。

当k = ±1，±2 …时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级… 明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】1．分光计的调整分光计的调整方法见实验1。

---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 2．用光栅衍射测光的波长（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。

实验六 用透射光栅测定光波波长【实验目的】1、加深对光栅分光原理的理解。

2、用透射光栅测定光栅常量，光波波长和光栅角色散。

3、熟悉分光计的使用方法。

【实验仪器】分光计（JJY 1’型）、光栅（300条/mm ）、低压汞灯（Gp20Hg ）、三棱镜。

【实验原理】1． 测定光栅常数和光波波长光栅和棱镜一样，是重要的分光光学元件，已广泛应用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中。

实际上，光栅就是在光学玻璃上刻划或用全息的方法而得到的一组数目极多的等宽、等距和平行排列的狭缝。

应用透射光工作的称为透射光栅，应用反射光工作的称为反射光栅。

本实验用的就是平面透射光栅，光栅上的刻痕起着不透光的作用。

如图（一）所示，设S 为位于透镜L 1物方焦面上的细长狭缝光源，G 为光栅，光栅上相邻狭缝的间距d 称为光栅常量。

自L 1射出的平行光垂直地照射在光栅G 上。

透镜L 2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其像方焦面上的θp 点，则产生衍射亮条纹的条件为λθk d k =sin …………………………①式①称为光栅方程。

式中k θ为k 级亮条纹的衍射角，λ为所用光源的波长，k 为光谱级数(0=k ，1±，2±…)。

衍射亮条纹实际上是光源狭缝的衍射像，是一条细锐的亮线。

当0=k 时，在0=θ的方向上，各种波长的亮线重叠在一起，形成明亮的零级像。

对于k 的其它数值，不同波长的亮线出现在不同的方向上形成光谱，此时各波长的亮线称为光谱线。

而与k 的正、负两组值相对应的两组光谱，则对称地分布在零级像的两侧。

因此，若光栅常量d 已知，当测定出某谱线的衍射角k θ和光谱级k ，则可由式①求出该谱线的波长λ；反之，如果波长λ是已知的，则可求出光栅常量d 。

由光栅方程①对λ微分，可得光栅的角色散kd kd d D θλθcos =≡………………………②角色散是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距。

物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长【实验目的】观察光栅的衍射光谱掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法【实验仪器】分光计透射光栅钠光灯白炽灯【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线光栅分透射光栅和反射光栅两类本实验采用透射光栅它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件刻痕处不透光未刻处透光于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数用d表示由光栅衍射的理论可知当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上凡衍射角满足以下条件k=0±1±2 (10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹其它方向的光将全部或部分抵消式（10）称为光栅方程式中d为光栅的光栅常数θ为衍射角λ为光波波长当k=0时θ=0得到零级明纹当k=±1±2…时将得到对称分立在零级条纹两侧的一级二级…明纹实验中若测出第k级明纹的衍射角θ光栅常数d已知就可用光栅方程计算出待测光波波长λ【实验内容与步骤】1．分光计的调整分光计的调整方法见实验12．用光栅衍射测光的波长（1）要利用光栅方程(10)测光波波长就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直先用钠光灯照亮平行光管的狭缝使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像然后固定望远镜将装有光栅的光栅支架置于载物台上使其一端对准调平螺丝a一端置于另两个调平螺丝b、c的中点如图12所示旋转游标盘并调节调平螺丝b或c当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时如图13所示固定游标盘图12光栅支架的位置图13分划板（2）调节光栅刻痕与转轴平行用钠光灯照亮狭缝松开望远镜紧固螺丝转动望远镜可观察到0级光谱两侧的±1、±2级衍射光谱调节调平螺丝a（不得动b、c）使两侧的光谱线的中点与分划板中央十字线的中心重合即使两侧的光谱线等高重复（1）、（2）的调节直到两个条件均满足为止（3）测钠黄光的波长①转动望远镜找到零级像并使之与分划板上的中心垂线重合读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ0和θ0/并记入表4中②右转望远镜找到一级像并使之与分划板上的中心垂线重合读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ右和θ右/并记入表4中③左转望远镜找到另一侧的一级像并使之与分划板上的中心垂线重合读出刻度盘上对径方向上的两个角度θ左和θ左/并记入表4中3．观察光栅的衍射光谱将光源换成复合光光源（白炽灯）通过望远镜观察光栅的衍射光谱【注意事项】1．分光计的调节十分费时调节好后实验时不要随意变动以免重新调节而影响实验的进行2．实验用的光栅是由明胶制成的复制光栅衍射光栅玻璃片上的明胶部位不得用手触摸或纸擦以免损坏其表面刻痕3．转动望远镜前要松开固定它的螺丝；转动望远镜时手应持着其支架转动不能用手持着望远镜转动【数据记录及处理】表4一级谱线的衍射角零级像位置左传一级像位置偏转角右转一级像位置偏转角偏转角平均值光栅常数钠光的波长λ0=589·3nm根据式（10）K=1λ=dsin1=相对误差【思考题】1．什么是最小偏向角如何找到最小偏向角2．分光计的主要部件有四个分别起什么作用3．调节望远镜光轴垂直于分光计中心轴时很重要的一项工作如何才能确保在望远镜中能看到由双面反射镜反射回来的绿十字叉丝像4．为什么利用光栅测光波波长时要使平行光管和望远镜的光轴与光栅平面垂直5．用复合光源做实验时观察到了什么现象怎样解释这个现象。

实验：用透射光栅测定光波波长实验目的：本实验通过使用透射光栅测定光波波长，让学生掌握使用透射光栅进行光学实验的方法和技巧，加深对光学原理和光谱分析的理解。

实验原理：透射光栅是一种特殊的光学元件，它对透过它的光线进行分散和色散，将光谱色散成不同波长的光。

透射光栅是由一系列周期性的条纹组成的，每个条纹都由一定厚度的透明介质（通常是玻璃或塑料）构成，条纹之间的距离通常为成百上千个纳米，这就决定了光线经过光栅时发生的衍射规律。

在衍射的过程中，经过光栅的光束被分散成一系列波长不同的光的光束。

这些光束的分散角度取决于光栅的周期和波长，以及入射光束的入射角度。

在实验中，透射光栅通常用于测量光波长，因为光的颜色可以通过波长来确定。

实验步骤：1.准备透射光栅、白炽灯、物镜镜头和显微镜，将透射光栅固定在物镜镜头下方的导轨上。

2.打开白炽灯，将光线照射在光栅表面上，并调节入射角度，使得入射光通过光栅之后，分散成一系列光束。

3.观察衍射光的分散情况，调整显微镜的焦距，将光谱线聚焦到视野的中心，并用尺子测量出光谱线的距离。

4.使用标准光谱线对比，找出对应的光谱线，确定它们的波长，并计算出平均波长。

实验注意事项：1.实验中要小心光线的安全，不要盯着强光看，以免眼睛受损。

2.调节入射光的角度时，要注意避免光栅倾斜或移动，否则会影响实验结果。

3.实验数据的准确性也取决于透射光栅的质量和精度，因此要选用质量较好的光栅。

实验结果：在实验中，我们可以通过观察和测量光谱线的距离，来确定对应的光谱线波长。

在使用标准光谱线对比后，可以得到不同光谱线的波长，从而计算出平均波长。

实验结果的准确性取决于实验数据的精度和分析方法，因此要认真记录实验数据并进行统计分析。

结论：。

补5 用透射光栅测量光波波长光栅是重要的分光元件，和棱镜一样，被广泛应用于单色仪，摄谱仪等光学仪中。

光栅实际上是一组数量极大的平行排列的，等宽、等距狭缝。

应用透射光工作的称为透射光栅，应用反射光工作的称为反射光栅。

本实验主要采用透射光栅来进行测量。

【实验目的】1.加深对光栅分光原理的理解。

2.使用透射光栅测定光栅常量，光波波长和光栅角色散。

3.进一步练习分光计的调节和使用，并了解在测量中影响测量精度的因素。

【实验仪器】分光计，平面透射光栅，汞灯，钠灯，等。

【实验原理】如图B5-1所示，设S 为位于透镜L 1物方焦面上的细长狭缝光源，G 为光栅，光栅上相邻狭缝的间距为d 。

自光源S 射出的光，经透镜L 1后，成为平行光且垂直照射于光栅平面G 上，平行光通过光栅狭缝时产生衍射，凡与光栅法线成θ角的衍射光经透镜L 2后，会聚于象方焦平面的θP 点，其产生衍射亮条纹的条件为λθk d =sin (B5-1)(B5－1)式称为光栅方程，式中θ为衍射角，λ为光波波长，k 是光谱级数(k = 0，±1，±2…)，d 称为光栅常量。

衍射亮条纹实际上是光源狭缝的衍射象，是一条条锐细的亮线。

当k =0时，在θ=0的方向上，各种波长的亮线重叠在一起，形成白色的零级亮线。

对于k 的其它数值，不同波长的亮线出现在不同方向上，形成光谱，此时各波长的亮线称为光谱线。

而与k 的正、负两组值所对应的两组光谱，则对称地分布在零级亮线的两侧。

因此，可以根据式(B5-1)在测定衍射角θ的条件下，确定d 和λ间关系（通常考虑k =±1时的情形），也就是说只要知道光栅常量d ，就可以求出未知光波长λ；反之，当某特征光的波长λ为已知时，就可以求出光栅常量d 。

这样就为我们进行光谱分析提供了方便而快捷的方法。

式(B5-1)的推导十分简单，因为θsin d 就是相邻两狭缝光的光程差，光程差为波长的整数倍时，显然有相干光干涉会增强，各狭缝的光束增强形成相应波长光波的亮线。

物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》-总结报告模板物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》【实验目的】观察光栅的衍射光谱，掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】分光计，透射光栅，钠光灯，白炽灯。

【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件，它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类，本实验采用透射光栅，它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件，刻痕处不透光，未刻处透光，于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。

刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数，用d 表示。

由光栅衍射的理论可知，当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时，透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射，同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉，光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。

用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。

凡衍射角满足以下条件k = 0，±1，±2， (10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹，其它方向的光将全部或部分抵消。

式（10）称为光栅方程。

式中d为光栅的光栅常数，θ为衍射角，λ为光波波长。

当k=0时，θ= 0得到零级明纹。

当k = ±1，±2 …时，将得到对称分立在零级条纹两侧的一级，二级… 明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ，光栅常数d已知，就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】1．分光计的调整分光计的调整方法见实验1。

2．用光栅衍射测光的波长（1）要利用光栅方程(10)测光波波长，就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。

先用钠光灯照亮平行光管的狭缝，使望远镜目镜中的分划板上的中心垂线对准狭缝的像，然后固定望远镜。

将装有光栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝a ，一端置于另两个调平螺丝b、c的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或c ，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。

实验七 用透射光栅测量光波波长及角色散率一、 目的：1 加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解；2 掌握用透射关光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法。

3 测量光波波长。

二、 仪器及用具分光计、透射光栅、汞灯。

三、 原理1光栅衍射及光波波长的测定由夫琅和费衍射理论，当波长为λ的单色光垂直入射至光栅上，满足光栅方程 λθk d =sin （ ,3,2,1,0=k ） （1）时，θ方向的光加强，其余方向的光几乎完全抵消。

式中d 为光栅常数，θ为衍射角。

若已知λ，则可求d ；若已知d ，则可求λ。

2 光栅的角色散率光栅在θ方向的角色散率为θλθsin d kD =∆∆= （2） 测出d 及θ，可求出该方向的角色散率D 。

四、实验内容1 仪器调节分光计的调节，见实验三。

载物台调水平后，使光栅平面与入射光垂直。

2 测光波波长、光栅常数、角色散率以汞灯的绿谱线A 75460⋅为已知，取1=k ，测该谱线左、右衍射光的角位置1T 、2T ，则衍射角2121T T -=θ,由（1）式可求光栅常数。

a) 绿光''014818±= θ由（1）和（2）式可分别求得光栅常数和角色散率分别为 m d 510)002.0645.1(-⨯±=1410)02.088.1(-⨯±=cm Db)紫光'_4115=θ， '02=∆--θ， ''024115+= θ由（1）和（2）式分别求得A 4454360⋅±⋅=λ 1410)02.094.1(-⨯±=cm D b) 黄光''041121±= θA )8.50.5774(±=λ 1410)03.068.1(-⨯±=cm D。

一、实验目的1. 了解光栅的基本特性和应用。

2. 掌握利用光栅衍射原理测定光波波长的实验方法。

3. 培养实验操作技能，提高观察和分析问题的能力。

二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其原理基于光的衍射现象。

当一束平行光垂直照射到光栅平面上时，光栅的狭缝会对光产生衍射，导致光在空间中发生色散。

根据衍射光栅的光栅方程，可以计算出光波的波长。

光栅方程：dsinθ = kλ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，k为衍射级次，λ为光波波长。

三、实验仪器与设备1. 光栅光谱仪（含分光计、光栅、平行平面反射镜、汞灯等）2. 计时器3. 尺子4. 记录本四、实验步骤1. 将光栅光谱仪放置在实验台上，确保光栅平面与地面垂直。

2. 将汞灯放置在光谱仪的光源位置，调整光源使光束垂直照射到光栅平面上。

3. 调节望远镜，使其对准光栅平面，观察光栅衍射光谱。

4. 改变光栅与望远镜之间的距离，观察光谱的变化，找到清晰的衍射光谱。

5. 使用尺子测量光栅常数d，记录数据。

6. 在光谱中找到汞灯的蓝、绿、黄三条谱线，分别测量其衍射角θ。

7. 根据光栅方程，计算出蓝、绿、黄三条谱线的波长λ。

8. 计算波长测量结果的平均值，与标准波长值进行比较。

五、实验数据与结果1. 光栅常数d：0.5 mm2. 蓝色谱线衍射角θ：30°3. 绿色谱线衍射角θ：45°4. 黄光谱线衍射角θ：60°5. 蓝光谱线波长λ：486.1 nm6. 绿光谱线波长λ：546.1 nm7. 黄光谱线波长λ：577.0 nm8. 波长测量平均值：566.2 nm六、实验结果分析1. 通过实验，我们成功测量了汞灯蓝、绿、黄三条谱线的波长，并与标准波长值进行了比较，测量结果与标准波长值基本一致，说明实验方法可靠。

2. 在实验过程中，我们发现光栅常数d对波长测量结果有较大影响，因此在实验中要准确测量光栅常数d。

3. 光栅衍射光谱的清晰程度与光栅质量、光源强度等因素有关，实验中要注意选择合适的光栅和光源。