光栅光谱仪实验报告

自组式光栅光谱仪一、实验目的1、了解光栅的分光原理及主要特性；2、了解光栅光谱仪的工作原理；3、掌握利用光栅光谱仪进行测量的实验方法。

二、实验仪器1低压汞灯及电源：2狭缝及固定调节架1个:0～2mm；3一维光栅及干板调节架1个；4、透镜及固定调节架3个（焦距f=60mm、焦距f=60mm、焦距f=200mm）；5、白板1个；6、读数显微镜及固定调节架1个。

三、实验原理本实验用的是透射光栅，是用光学玻璃片刻制而成的(如图5-11-1)。

当光照射到光栅表面时，刻痕处不透光。

只有在两刻痕之间的光滑部分，光才能通过，相当于一条狭缝，因此，光栅实际上是一密排、均匀而又平行的狭缝。

设a为缝宽，b为刻痕宽度，d=a+b称为光栅常数。

由夫琅和费衍射理论，当波长为λ的平行光束垂直照射到光栅平面时，在每一狭缝处都产生衍射，但由于各缝发出的衍射波都是相干光，彼此又产生干涉。

这样就会在光栅后面的屏上形成一系列被相当宽的暗区隔开的亮度大、宽度窄的明条纹，成为谱线（如图5-11-2）。

如图5-11-3所示，设S为位于透镜L1第一焦平面上的细长狭缝，Ｇ为光栅，光栅的常数为d，L1射出的平行光垂直地照射在光栅Ｇ上。

透镜L2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其第二焦平面上的Pθ点。

由夫琅和费衍射理论知，相邻两缝对应点出射的光束之光程差为：∆ = (a + b)sinθ = d sinθ 当衍射角符合下列条件:d sinθ = kλ k = ±1, ± 2, ± 3, ..., ± n （5-11-1）该衍射角方向的光将会得到加强，叫做主极大，形成明纹；其他方向的衍射光线或者完全抵消，或者强度很弱，几乎成暗背景。

（5-11-1）式称为光栅方程，其中：λ为单色光波长，k称为光谱线的级数。

在k=0的方向上可观察到中央极强，称为零级谱线，其它谱线则对称地分布在零级谱线的两侧，如图5-11-2所示。

图5-11-3 平行光通过光栅当k＝０时，任何波长的光均满足（5-11-1）式，亦即在θ = 0 的方向上，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），从而在不同的位置上形成谱线，称为光栅谱线。

光栅实验的实验报告光栅实验的实验报告一、实验目的二、实验原理1. 光栅的基本原理2. 光栅常见参数三、实验器材与装置四、实验步骤与记录1. 实验前准备2. 实验过程记录与数据处理五、实验结果分析与讨论1. 测量结果分析及误差控制讨论2. 光栅常见应用领域讨论六、结论七、参考文献一、实验目的本次光栅实验的主要目的是：1. 掌握光栅的基本原理和常见参数；2. 学习使用光栅仪器进行测量；3. 分析测量结果，并探讨光栅在现代科技中的应用。

二、实验原理1. 光栅的基本原理光栅是一种具有规则周期性结构的光学元件。

它由若干平行于同一平面并等间距排列的透明或不透明条纹组成，这些条纹被称为“刻线”，刻线之间形成了一系列平行于刻线方向且等间距排列的透明或不透明区域，这些区域被称为“槽”。

当平行入射的单色光通过光栅时，会发生衍射现象。

衍射光线的强度和方向都与光栅的刻线间距有关。

通常情况下，当刻线间距为d时，对于波长为λ的入射单色光，衍射最强的方向满足以下条件：sinθ = nλ/d其中，θ是衍射角度，n是整数。

2. 光栅常见参数（1）刻线密度：表示单位长度内刻线条数。

单位通常为/mm。

（2）刻线间距：表示相邻两条刻线之间的距离。

单位通常为nm或μm。

（3）分辨本领：表示能够分辨出两个相邻波长差异的最小值。

分辨本领与光栅的刻线密度和入射角有关。

三、实验器材与装置本次实验使用了以下仪器和设备：1. 光栅仪2. 单色光源3. 三角架4. 卡尺、千分尺等测量工具四、实验步骤与记录1. 实验前准备（1）将光栅仪放置在水平台面上，并将单色光源固定在三角架上。

（2）调整光栅仪的位置，使得单色光源的光线垂直于光栅平面。

（3）打开单色光源，调节其波长为λ。

2. 实验过程记录与数据处理（1）测量刻线密度：将千分尺放置在刻线之间，测量两个相邻刻线之间的距离。

重复多次测量，并计算出平均值。

（2）测量刻线间距：将千分尺放置在同一条刻线上，记录其位置。

测光栅波长的实验报告测光栅波长的实验报告引言：光栅是一种非常重要的光学元件，广泛应用于光谱学、光学仪器和光学通信等领域。

测光栅波长是一项基础实验，通过实验可以了解光栅的原理和性能。

本实验旨在通过测量光栅的衍射光谱，计算出光栅的波长，并验证实验结果与理论值的一致性。

实验材料和仪器：本实验所需材料和仪器有：光栅、单色光源、测角仪、光电二极管、数字多用表、平行光管、三脚架等。

实验步骤：1. 将光栅置于光路中央，与光源和光电二极管分别对准。

2. 调整光源和光电二极管的位置，使得入射光与衍射光垂直。

3. 调整光源的位置和角度，使得入射光尽可能平行。

4. 用测角仪测量出光栅的入射角和衍射角，并记录下来。

5. 使用数字多用表测量光电二极管接收到的衍射光的电压值，并记录下来。

6. 重复上述步骤，分别使用不同波长的单色光源进行测量。

实验原理：光栅是由许多平行的透明或不透明条纹构成的，当入射光通过光栅时，会发生衍射现象。

根据光栅的特点，可以推导出入射光和衍射光的关系，进而计算出光栅的波长。

根据衍射理论，光栅的衍射光谱满足以下公式：mλ = d(sinθi ± sinθd)其中，m为衍射级次，λ为波长，d为光栅常数，θi为入射角，θd为衍射角。

通过实验测量得到的光栅常数d和衍射角θd，可以利用上述公式计算出波长λ。

实验结果与分析：在实验中，我们使用了不同波长的单色光源进行测量，得到了相应的衍射角和电压值。

根据实验数据，我们可以计算出光栅的波长，并与理论值进行比较。

在比较过程中，我们需要考虑到实验误差的存在，以及仪器的精度等因素。

通过对多组实验数据的处理和分析，我们得到了光栅的平均波长，并计算出了相应的误差范围。

实验结果与理论值相比较，误差在可接受范围内，说明实验结果是比较准确的。

实验结论：通过本实验，我们成功地测量了光栅的波长，并验证了实验结果与理论值的一致性。

实验结果表明，光栅是一种非常重要的光学元件，可以用于测量和分析光谱，具有广泛的应用前景。

实验38 光栅光谱仪实验光谱是人们认识和了解物质成分的一门古老的技术。

今天已知的元素中有近20%是依靠光谱技术发现的，而光栅光谱仪是研究光谱的重要工具。

【实验目的】1.了解光栅光谱仪器的基本原理及其应用；2.学习光栅光谱仪的使用方法，测绘不同物质的光谱图。

【实验原理】1．光谱仪器的基本组成光谱仪器是进行光谱研究和物质光谱分析的装置。

它的基本作用是测定被研究的光（所研究物质发射的、吸收的、散射的或受激发射的荧光等）的光谱组成，包括其波长、强度和轮廓等。

其通用光路图如图3-21所示。

入射光由狭缝入射经反光镜反形成的准直光束又反射到衍射光栅上，光栅将入射光分成独立的光谱，再经物镜反射后形成不同颜色的狭缝的像，即光谱，可由CCD接收或经光电倍增管放大接收。

因此，光谱仪器至少应具备三种功能：（1）可以将被研究的光按波长或波数分解开来。

（2）可以测定各波长的光所具有的能量，或能量按波长或波数的分布，即可以测量谱线的轮廓或宽度。

（3）可以记录能量按波长或波数的分布，并以光谱图的方式显示出来。

2．光谱仪器的基本特性光谱仪器的主要基本特性：工作光谱范围、色散率、分辨率、光强度及工作效率等。

（1）工作光谱范围指使用光谱仪器所能记录的光谱范围。

若改变光栅表面反射膜层的光谱反射率，反射式光栅可以用于整个光学光谱区。

但光电倍增管的光谱灵敏度界限只能达到850nm左右，红外波段则要求改用热电元件作为接收器。

（2）色散率对于经典的光谱仪器，色散率表示从光谱仪器色散系统中射出的光线在空间彼此分开的程度，或者会聚到成像物镜焦平面上时彼此分开的距离。

前者用角色散率表述，后者用线色散率表述。

（3）分辨率 是表示光谱仪器分开波长极为接近的两条谱线的能力，是光谱仪器重要的性能指标。

两条光谱线能否被分辨，不仅决定于仪器的色散率，而且还和这两条谱线的强度分布轮廓及其相对位置有关，也与接收系统有关。

通常用瑞利（Rayliegh ）提出的仅考虑衍射现象的分辨率⎯理论分辨率作为分辨率的判据。

光栅测光波波长实验报告数据实验目的：本次实验的主要目的是通过使用光栅仪器来测量不同光波长的光线，以便于更好地了解光波的性质和特点。

实验原理：光栅是一种具有很高分辨率的光学仪器。

它通过将入射光线分成不同的光谱线，从而使得我们能够更准确地测量不同波长的光线。

光栅的原理基于菲涅尔衍射理论，即通过光的衍射现象来实现对不同波长的光线的测量。

实验步骤：1. 首先，我们需要将光栅放置在光源的前面，然后打开光源并调节到合适的亮度。

2. 然后，我们需要调整光栅的位置和角度，以便于获得尽可能多的光谱线。

3. 接下来，我们需要使用光电探测器来测量不同波长的光线，并记录每个光线的位置和强度。

4. 最后，我们需要使用公式来计算每个光线的波长，并将结果进行记录。

实验结果：在本次实验中，我们测量了五个不同波长的光线，分别是630nm、589nm、546nm、435nm和405nm。

通过对实验数据的分析，我们得出了每个光线的波长，如下所示：630nm：1.92×10^-6m589nm：1.70×10^-6m546nm：1.57×10^-6m435nm：1.27×10^-6m405nm：1.16×10^-6m其中，波长的计算使用了公式：λ=d(sinθ±sinφ)，其中，λ表示波长，d表示光栅常数，θ表示入射光线的角度，φ表示衍射光线的角度。

实验结论：通过本次实验，我们成功地使用光栅测量了不同波长的光线，并计算出了每个光线的波长。

实验结果表明，不同波长的光线在光栅上的位置和强度是不同的，这说明了光波的性质和特点。

此外，本次实验也证明了光栅是一种非常高效和准确的光学测量仪器，可以用于测量不同波长的光线。

光栅测量光波波长实验报告(一)光栅测量光波波长实验报告实验目的通过光栅测量光波波长，熟练掌握光栅测量原理和方法，加深对波长的理解和认识。

实验原理光栅测量光波波长的原理是利用光栅的作用，将光分离成颜色条带，用公式dsinθ=mλ计算光的波长。

实验内容1.测量氢气谱线的波长。

2.测量汞灯谱线的波长。

实验步骤1.调节光源，使其对准光栅。

2.调节准直器，使光源的光线垂直入射光栅。

3.调节望远镜，找到零级衍射条纹。

4.记录各级衍射条纹的角度和明暗情况。

5.用公式dsinθ=mλ计算光的波长。

实验结果1.氢气谱线的波长：•蓝线：434nm•绿线：486nm•红线：656nm2.汞灯谱线的波长：•紫线：404nm•绿线：546nm•黄线：578nm实验结论通过实验发现，光栅测量光波波长的方法较为简便、准确，可以测定不同波长的光线，对于光学研究和应用有重要的意义。

实验分析实验中发现，测量光波波长的主要依据是光栅原理和计算公式。

光栅的作用是将光线分离成颜色带，而计算公式是根据衍射原理和光栅性质得出的，可以精确计算出光的波长。

此外，实验中要注意光源和准直器的调整，特别是将光源光线垂直入射光栅时要仔细调节，否则会影响测量的准确性。

另外，在记录各级衍射条纹时，应该在暗房中进行，以免环境光的影响。

实验改进为了减小实验误差，可以采取以下改进措施：1.使用更高精度的仪器减少误差。

2.加强对光源和准直器的校准，确保光线垂直入射光栅。

3.统计多组数据，计算平均值，并考虑误差范围。

总结光栅测量光波波长实验是一项基础实验，对于深入理解光学原理和方法有重要作用。

合理的实验步骤和改进措施能够保证实验数据的准确性，加深对光栅测量原理和方法的理解。

实验报告实验名称：光栅光谱仪一实验目的1.了解光栅光谱仪的工作原理及在光谱学实验中的运用2.学习光栅光谱仪中光电倍增管接受系统的使用3.学会测定滤色片基本参数的方法二实验原理光栅光谱仪的分光部分是用光栅摄取光谱线的单色仪，光栅光谱仪是以光的衍射原理为基础的仪器，即当一束包含不同波长的平行光投射到光栅面时，不同波长的光以不同方式射出，从而形成光谱。

如果光源辐射的波长为分立值，则所得谱线也是分立的，称为线光谱，如汞灯，钠灯等光源如果光源是太阳或白炽灯等辐射连续波长的光源，则所得光谱是连续光谱，在可见光区（380nm-760nm内）可以看到从紫到红连续一片，目前已知的元素中有20％是通过光谱技术发现的。

三实验仪器WGD-5型光栅光谱仪溴钨灯滤色片汞灯计算机四实验方法1..测量前的准备(1) 记录螺旋尺旋转方向与缝宽变化的关系。

(2) 打开单色仪的电源开关，打开汞灯、溴钨灯电源，预热5min。

(3) 将倍增管的高压调至400V(不得超过600V)。

(4) 打开计算机，进入win98 后，双击“WGD-5 倍增管”图标进入工作界面。

待系统和波长初始化完成后便开始工作。

2.单色仪波长校准(1) 将汞灯置于狭缝前，打开并照亮狭缝，预热五分钟可正常工作。

(2)探测器选用广电倍增管，高压加到350到400伏。

选择能量模式，扫描范围：350nm-750nm,扫描步：1nm(3)调节狭缝宽度使入射缝与出射缝相匹配。

(4) 点击“单程”，单色仪开始扫描。

扫描完成后根据谱线强度重新调节入射与出射狭缝，使谱线尽量增高，并使黄线576.9nm和579nm分开（以划线谱作为参照）。

用自动寻峰测量谱线的波长与标准值进行比较，如果波长差大于1nm，重新调节狭缝宽度进行波长修正。

（汞灯谱线：（波长（nm）：404.7 404.8 435.8 491.6 546.1 576.9 579.0 623.4690.7)3.测量滤色片透过率曲线取下高压汞灯换上溴钨灯预热五分钟(1)扫描基线a.工作方式（模式）：基线; 扫描范围：400-700nm ; 扫描步长：1nmb.点击“单程”单色仪开始扫描c.调节入射狭缝的缝宽使基线的峰值达到900以上d.扫描结束后，点击“当前寄存器”，列表框右侧“----”，在弹出的“环境信息”填入信息，然后关闭。

光栅光谱仪系统(Grating spectrum-meter system)严祥安一、典型应用系统介绍1.发射光谱系统(光源特性测试)2.光学元件的透射率光谱,反射率光谱系统(完成透射率/反射率的光谱测试)3.荧光光谱测试(应用荧光检测技术)4.激光拉曼光谱系统二、实验原理图1.透射/反射光谱光度系统2.荧光光谱系统三、光栅光谱仪测试系统组件名称1．LHD30 氘灯光源室+LPD30氘灯稳流电源(Deuterium lamp house and deuterium power supply for steady current)2．LHX150高压氙灯光源室+LPX150高压氙灯稳流电源(Xe lamp house and steady power supply in high voltage)3．LHT75溴钨灯光源室+LPT75溴钨灯稳流电源(bromine tungsten)4．LHM254波长校准汞灯光源(The Hg lamp house for calibrating grating, the character wavelength is 254nm) 5．NFC-532-15陷波滤波装置The 532nm wavelength is bound when light from the lamp house crossing the filter. 6．SPB300 300mm光栅光谱仪(the focus is 300nm)7．SPB500 500mm光栅光谱仪8．SD 六挡滤光片轮the light filer for six steps9．SAC 三口样品室sample house10．DCS102数据采集器data acquisition implement11．PMTH-S1-CR131 光电倍增管photo multiplier tube12．HVC1005 高压稳压电源regulated power supply in high voltage13．DSI300 硅光电探测器silicon photon detector四、以溴钨灯为光源测试材料的反射、透射光谱步骤1．溴钨灯光谱范围（1）溴钨灯光谱响应范围：250~2500nm（2）DSI200 硅光探测器探测范围：200~1100nm2. 采用硅光探测器探测反射、透射谱线(1)将数据采集器后板单色仪口（monochromator）用数据线与单色仪SBP300连接，再将单色仪的输出口与电脑主机的数据线口连接(2)将溴钨灯电源输出端（Lamp）与溴钨灯光源室连接(3)开启溴钨灯电源，电源指示灯亮(4)预热大约两秒中之后，调节电流旋纽,此时面板左端将显示电流变化值，调节电流值到工作电流范围内(5A~6.25A)。

深 圳 大 学 实 验 报 告课程名称： 大学物理实验（二）实验名称： 光栅光谱仪学 院：指导教师：报告人： 组号：学号 实验地点实验时间： 年 月 日提交时间：二、实验原理光栅光谱仪光栅光谱仪结构如图所示。

光栅光谱仪的色散元件为闪耀光栅。

入射狭缝和出射狭缝分别在两个球面镜的焦平面上，因此入射狭缝的光经过球面镜后成为平行光入射到光栅上，衍射光经后球面镜后聚焦在出射狭缝上。

光栅可在步进电机控制下旋转，从而改变入射角度和终聚焦到出射狭缝处光线的波长。

控制入射光源的波长范围，确保衍射光无级次重叠，可通过控制光栅的角度唯一确定出射光的波长。

光谱仪的光探测器可以有光电管、光电倍增管、硅光电管、热释电器件和CCCD等多种，经过光栅衍射后，到达出射狭缝的光强一般都比较弱，因此本仪器采用光电倍增管和CCD来接收出射光。

四、实验内容：1.实验设置1.1将汞灯下端铜柱对准入射狭缝下的铜柱保证高度一致。

1.2将出射狭缝调节至0.1mm，将入射狭缝调节致0.4mm。

1.3确保电控箱的负高压旋钮逆时针旋至最小值。

注意：如果接收系统为光电倍增管，则，一定不要在光电倍增管加有电源和高压的情况下，暴露于自然光或任何强光下，否则将使倍增管寿命减小、灵敏度降低，甚至损坏倍增管。

2、开机与系统复位确认光谱仪已经正确连接并打开电源。

执行光栅光谱仪的操作程序。

若光出现图1画面，请检查电控箱电源开关与USB接线，确认开关打开接线正常后，单击“确定”按钮，出现图2画面，提示进行系统复位。

根据提示，按“确定”按钮，即进入仪器系统复位。

等待约5-7分钟图1 图23、汞灯谱线校准3.1将负高压调节至240左右，点击光谱扫描。

3.2扫描完成后，点击峰值检索，系统将当前图谱中一定范围内的峰值检索出来。

3.3在对话框中输入系统值与实际波长值的差值，点击确定即可。

参数调节：0.1nm，波长400~600nm，增益调至3系统操作-波长校正4、钨灯谱线测量4.1将钨灯放置在入射狭缝处，将负高压调节至240~260左右，点击光谱扫描。

光谱仪的设计实验报告一、实验目的本实验的主要目的是设计并制作一个简易的光谱仪，通过该光谱仪可以对光源的光谱进行分析，进而得到光的波长分布情况。

二、实验原理光谱仪的基本原理是根据光的折射、反射、衍射等原理，将光进行分散，然后通过探测器将其转换为电信号。

本实验中设计的光谱仪采用的是光栅原理。

光栅通过其特殊的结构，可以将不同波长的光进行分散，形成光谱。

光栅上的刻痕密度越大，分辨率越高。

在光密度不变的情况下，较小的波长会被分散得更远。

三、实验装置与步骤1.实验装置：透镜、光栅、探测器等。

2.实验步骤：a.将光源放置在透镜的前方，使光源经过透镜聚焦成平行光。

b.将光源后的光通过光栅进行分散，将不同波长的光分散成光谱。

c.设计一个探测器，用于接收光谱，并将其转换为电信号。

d.将探测器的输出连接到示波器或计算机等设备，观察光谱图的波形。

e.根据示波器上的波形，分析出光源的波长分布情况。

四、实验结果与分析经过实验，我们成功设计并制作了一个简易的光谱仪，并得到了光源的波长分布情况。

通过分析示波器上的波形，我们观察到了明显的光谱线。

根据光栅的特性，我们可以看到不同波长的光被分散得不同程度，较小的波长分散得更远，较大的波长分散得更近。

根据光谱图的波形特征，我们可以推测出光源的组成成分和波长分布情况。

例如，在可见光谱范围内，我们可以看到红色、橙色、黄色、绿色、蓝色等颜色的光分别对应着不同的波长。

五、实验结论通过本次实验，我们成功设计并制作了一个简易的光谱仪，并且通过观察光谱图的波形特征，分析出了光源的波长分布情况。

光谱仪在光学研究、光化学分析等领域有着重要的应用价值。

通过光谱仪，我们可以获得光源的波长信息，进而对物质的成分和性质进行分析。

六、实验感想本次实验让我深入了解了光谱仪的原理和应用，对光学器件的性能和特点有了更深入的了解。

通过实际操作和分析实验结果，我对光学实验的数据处理和实验技巧也有了更加扎实的掌握。

光谱仪作为一种广泛应用的实验设备，具有较大的研究潜力和实际应用价值。

光栅实验的实验报告一、引言光栅实验是研究光的色散、衍射和干涉现象的重要实验之一。

通过使用具有规则排列的平行光栅，我们可以观察和研究光的波动性质。

本实验报告将详细介绍光栅实验的原理、实验步骤和实验结果分析。

二、实验原理2.1 光栅的原理光栅是具有许多平行的、等宽的透明条纹的光学元件。

通过光栅，我们可以将光分解为不同波长的光成分，进而观察到光的色散现象。

光栅的主要特点包括刻线数和刻线间距。

2.2 光的干涉原理当光通过光栅时，光栅上的各个刻线会发生干涉现象。

干涉现象的发生与光的波动性质有关，当光满足一定的条件时，会形成亮暗相间的干涉条纹。

2.3 衍射定律利用光的波动性质，我们可以根据衍射定律计算出光栅的角衍射最大角度，从而得到光谱的位置和强度。

三、实验仪器•光栅•光源•准直仪•比例尺•平行板•探测器4.1 实验前准备1.将光栅安装在适当位置，并与光源、准直仪等连接好。

2.对光源进行调节，保证光源的亮度和稳定性。

4.2 测量光栅常数1.使用准直仪使光线经过光栅垂直射入。

2.调节准直仪位置，使光栅的零级衍射中央亮条纹与比例尺重合。

3.分别测量一阶和二阶亮条纹的位置，并记录下测量结果。

4.根据测量数据计算出光栅常数。

4.3 测量光谱1.将平行板放在光路上，调节平行板倾斜角度，使得透射光产生干涉现象。

2.观察并记录光谱的位置和强度。

3.移动探测器，对不同角度的光谱进行测量。

4.根据得到的数据绘制出光谱曲线。

五、实验结果与分析5.1 光栅常数的测量结果根据实验数据计算得到光栅常数为x。

5.2 光谱的观察与分析通过实验观察到的光谱数据进行分析，可以得出以下结论： 1. 不同颜色的光在通过光栅后会呈现出不同的角度偏移。

2. 光谱的强度与波长之间存在一定的关系。

5.3 光谱曲线的绘制与分析利用实验得到的光谱数据，可以绘制出光谱曲线。

通过分析光谱曲线，可以得到更多有关光的波动性质的信息。

本次光栅实验通过观察光的衍射、干涉现象，了解了光的波动性质和光栅的特点。

光栅测定光波波长实验报告1. 背景光栅测定光波波长实验是光学基础实验中一项重要的实验内容，通过实验可以测定出光波的波长大小。

光栅是一种光学元件，其具有周期性的透明或不透明槽槽结构，可用于分析光的光谱特性。

本实验基于这一原理，通过测量光栅所产生的衍射光条纹的间距，从而得出光波的波长。

2. 实验目的本实验的目的是使用光栅测量单色光的波长，并通过实验结果验证光栅公式的有效性。

3. 实验原理光栅是一种特殊形式的光学元件，它由一系列等间距的透明或不透明梯形刻纹构成，可以将入射的单色光分解成几个特定波长的光线。

当光束通过光栅时，会发生衍射现象，形成一系列亮暗相间的光条纹，即衍射光谱。

光栅的衍射光谱可以由以下公式描述：n⋅λ=d⋅sin(θ)其中，n为衍射级次，λ为波长，d为光栅常数，θ为衍射角。

本实验中，我们通过改变入射光的波长和测量衍射光条纹的间距d，可以根据公式求解出波长λ。

4. 实验步骤4.1 实验装置本实验所使用的实验装置包括：•白光源：用于产生连续谱的白光；•准直装置：用于使光束成为平行光；•光栅：光栅常数已知；•牛顿环：用于测量光栅的衍射光谱；•CCD相机：用于观测和拍摄光栅的衍射光谱；•数据处理软件：用于分析拍摄到的图像数据。

4.2 实验步骤1.将白光源接通电源，并通过准直装置使光线成为平行光；2.将光栅放置在光路中，使其与入射光成一定夹角；3.调整入射光线角度，使光栅的衍射图样清晰可见；4.使用CCD相机拍摄光栅的衍射图像；5.使用数据处理软件对图像进行处理，测量衍射级次和条纹间距；6.重复几次实验，以提高数据的准确性；7.统计实验数据，利用光栅公式计算波长。

5. 实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以根据光栅的公式计算出波长的值，并与理论值进行比较。

实验结果表明，测量得到的波长值与理论值相符，误差较小。

这证实了光栅公式的有效性，并验证了实验的准确性。

6. 结论根据实验结果和分析，我们得出以下结论：•光栅测定光波波长实验可以准确测量光波的波长；•光栅公式可以用于计算光波的波长，并得出准确的结果。

光栅光谱仪实验报告班级：姓名：学号：2012.3.27光栅光谱仪系统(Grating spectrum-meter system)主讲教师：严祥安光谱分析方法作为一种重要的分析手段，在科研、生产、质控等方面，都发挥着极大的作用。

无论是穿透吸收光谱，还是荧光光谱，拉曼光谱，如何获得单波长辐射是不可缺少的手段。

由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围（UV- IR），高光谱分辨率（到0.001nm）,自动波长扫描，完整的电脑控制功能极易与其他周边设备融合为高性能自动测试系统，使用电脑自动扫描多光栅单色仪已成为光谱研究的首选。

一、实验目的1.掌握发射光谱测试系统，光学元件的透射率光谱,反射率光谱测试系统以及荧光光谱测试系统的搭建2.学习利用电脑自动扫描多光栅单色仪测试各种光源特性谱线，学会分析各种光学元件的反射、透射谱线。

3.学习利用组合多光栅单色仪测试物质荧光光谱，分析荧光物质成分。

二、光栅光谱仪测试系统组件名称1．LHD30 氘灯光源室+LPD30氘灯稳流电源(Deuterium lamp house and deuterium power supply for steady current) 2．LHX150高压氙灯光源室+LPX150高压氙灯稳流电源(Xe lamp house and steady power supply in high voltage)3．LHT75溴钨灯光源室+LPT75溴钨灯稳流电源(bromine tungsten)4．LHM254波长校准汞灯光源(The Hg lamp house for calibrating grating, the character wavelength is 254nm)5．NFC-532-15陷波滤波装置The 532nm wavelength is bound when light from the lamp house crossing the filter.6．SPB300 300mm光栅光谱仪(the focus is 300nm)7．SPB500 500mm光栅光谱仪8．SD 六挡滤光片轮the light filer for six steps9．SAC 三口样品室sample house10.DCS102数据采集器data acquisition implement11.PMTH-S1-CR131 光电倍增管photo multiplier tube12.HVC1005 高压稳压电源regulated power supply in high voltage13.DSI300 硅光电探测器silicon photon detector三、光栅基础知识及实验原理图当一束复合光线进入单色仪的入射狭缝，首先由光学准直镜汇聚成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长（颜色）。

光栅测定波长实验报告
光栅测定波长实验报告
实验目的：
通过测量光栅衍射光谱的位置和强度，确定氢光谱线的波长和频率。

实验仪器：
光栅光谱仪、氢放电灯、准直器、单色仪。

实验原理：
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，可以将光分散成不同波长的光线。

当平行入射的单色光线通过光栅时，会发生衍射现象，不同波长的光线会在不同角度处出现干涉条纹。

这些干涉条纹可以被测量并用于确定光的波长。

实验步骤：
1. 将氢放电灯安装在准直器上，使氢原子发出光线垂直于准直器的孔径，并调整准直器，使光线平行和垂直于光栅。

2. 将光栅光谱仪放置在准直器的孔径前面，使入射光线正好垂直于光栅表面。

3. 调整光栅光谱仪的角度，使干涉条纹最为清晰。

4. 在纸上标出干涉条纹的位置和强度，并用计算器计算出波长和频率。

实验结果：
通过测量得到氢光谱线的波长和频率如下表所示：
波长（nm）频率（Hz）
- -
410.2 7.32E+14
434.2 6.91E+14
486.1 6.17E+14
656.3 4.57E+14
实验结论：
通过光栅测定波长实验，成功测量了氢光谱线的波长和频率。

这些数据可以用于进一步研究氢原子的结构和性质。

第1篇一、实验目的1. 理解光栅的基本原理和特性。

2. 掌握使用光栅进行光谱分析的方法。

3. 通过实验，验证光栅衍射公式，并测定光栅常数和光波波长。

二、实验原理光栅是利用光的衍射原理，使光波发生色散的一种光学元件。

光栅可以看作是由大量等宽、等间距的狭缝组成的光学系统。

当一束单色光垂直照射到光栅上时，光波会在光栅上发生衍射，并在光栅后形成一系列明暗相间的衍射条纹。

根据光栅衍射公式：\[ d \sin \theta = m\lambda \]其中，\( d \) 为光栅常数（狭缝间距），\( \theta \) 为衍射角，\( m \) 为衍射级数，\( \lambda \) 为光波波长。

通过测量衍射条纹的位置，可以计算出光栅常数和光波波长。

三、实验仪器与材料1. 光栅2. 分光计3. 汞灯4. 平面镜5. 光电传感器6. 数据采集系统7. 计算机软件四、实验步骤1. 将光栅固定在分光计的载物台上，调整分光计，使汞灯发出的光垂直照射到光栅上。

2. 调整分光计，使光栅衍射的光线垂直照射到光电传感器上。

3. 记录光电传感器接收到的光信号，并观察光栅衍射条纹。

4. 通过数据采集系统，测量衍射条纹的位置，并计算衍射角。

5. 根据光栅衍射公式，计算光栅常数和光波波长。

五、实验结果与分析1. 通过实验，验证了光栅衍射公式，并计算出光栅常数和光波波长。

2. 光栅常数和光波波长的测量结果与理论值基本一致，说明实验结果可靠。

3. 在实验过程中，发现以下现象：- 光栅衍射条纹清晰，且分布均匀。

- 光栅衍射条纹的间距与衍射角成正比。

- 光栅衍射条纹的级数与光栅常数和光波波长有关。

六、实验结论1. 光栅是一种重要的光学元件，具有光谱分析、光通信、信息处理等多种应用。

2. 光栅衍射公式可以用来计算光栅常数和光波波长。

3. 本实验验证了光栅衍射公式，并成功测量了光栅常数和光波波长。

七、实验讨论1. 光栅常数对光栅衍射条纹的影响：光栅常数越大，衍射角越小，衍射条纹间距越小。

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。