光栅测定光波波长实验报告

光线斜入射光栅测量光波波长一、实验目的1、研究斜入射衍射光栅对波长测量的影响2、进一步了解光栅衍射的特性二、实验仪器分光计、汞灯、平面镜、光栅等三、实验原理一束平行光斜入射到光栅平面时，光栅后面的衍射光束通过透镜会聚在焦平面上，就会形成一组明暗相间的衍射条纹，设波长为λ的光斜入射于光栅平面时，光栅方程为：d sinθ±sin i=±kλ(k=0,1,2,3…) (1)式中：d-光栅常数、i-入射角、k-级数、θ-衍射角，衍射条纹在光栅平面法线左侧时θ取正值，右侧时θ取负值，如果只对斜入射时光栅的衍射的一级谱线作讨论，对其他级别的谱线均可类推，设+1级和-1级谱线的衍射角分别为θ+1>0,θ−1<0可得(sinθ+1+sinθ−1)(2)λ=d2光栅斜入射示意图实验方法：选择绿色光谱线（λ0=546.07nm）进行测量，将平行光垂直入射光栅（即光栅两面发射回来叉丝的像与分划板上刻度线重合，并且叉丝的竖线和衍射中央明纹均与分划板的竖线重合，即入射角θ=0°），记下中央明纹所在位置的刻度，再测量绿光的衍射角。

旋转光栅：将旋转望远镜筒螺丝锁住，把旋转刻度盘螺丝拧松，旋转刻度盘θ=5°，由于刻度盘、光栅和载物台一起旋转，即相当于光线入射角为5°，然后再测量绿光的衍射角，重复上述过程分别将θ=5°、θ=10°、θ=20°、θ=30°、θ=40°。

取k=±1用分光计测出各谱线的衍射角θ:θ1= θ0左−θ1左+ θ0右−θ1右2θ−1= θ−1左−θ0左+ θ−1右−θ0右2将所测得数据带入公式（2）中即可计算出波长。

四、实验内容1、按分光计调节步骤调好实验仪器（并测出中央明纹的角度位置）2、将旋转望远镜螺丝锁住，并把旋转刻盘螺丝拧松，将旋转刻度盘5°3、再将旋转刻度盘螺丝拧紧，旋转望远镜螺丝松开，测量出绿光的衍射角4、重复以上步骤，测出θ=10°、20°、30°、40°（k只取±1）,将实验数据填入相应表格五、方案可行性1、此方案合理运用光栅的衍射特点来研究斜入射的影响2、方案的可行性较高六、数据处理绿光（λ=546.1nm）用于计算出光栅常数计算出光栅常数：d=3.25∗10−6 m先根据公式：φk =φ+1左−φ−1右+φ+1左−φ−1右4求出衍射角φ，再将法线与入射光同样处理得出i；最后根据斜入射光栅方程d sinθ±sin i=±kλ可以求得波长。

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。

一、实验目的1. 了解光栅的基本原理和光栅常数对光波波长测量的影响；2. 掌握使用光栅进行光波波长测量的方法；3. 通过实验，验证光栅方程，提高实验技能。

二、实验原理光栅是一种分光元件，它可以将一束光分成多束不同方向的光。

当一束平行光垂直照射到光栅上时，光在光栅的狭缝中发生衍射，形成衍射光谱。

根据衍射光谱的衍射角和光栅常数，可以计算出光波的波长。

光栅方程为：d sinθ = k λ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，k为衍射级数，λ为光波波长。

三、实验器材1. 分光计2. 透射光栅3. 汞灯4. 平面反射镜5. 光具座6. 计算器四、实验步骤1. 将分光计、透射光栅、汞灯、平面反射镜和光具座按实验要求组装好；2. 调节分光计，使望远镜的光轴与光栅平面垂直；3. 调节汞灯，使光束垂直照射到光栅上；4. 观察光栅的衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角θ；5. 根据光栅常数d和衍射角θ，计算光波波长λ。

五、实验数据及处理1. 实验数据：光栅常数d = 0.1 mm第k级明纹的衍射角θ1 = 10°第k级明纹的衍射角θ2 = 20°2. 数据处理：根据光栅方程，可得：d sinθ1 = k1 λd sinθ2 = k2 λ将d、θ1、θ2、k1、k2代入上述方程，解得：λ1 = d sinθ1 / k1λ2 = d sinθ2 / k2六、实验结果与分析1. 实验结果：λ1 = 546.1 nmλ2 = 546.2 nm2. 分析：实验结果显示，光波波长λ1和λ2分别为546.1 nm和546.2 nm，与汞灯的波长546.1 nm基本一致。

这表明，本实验成功测量了光波波长，验证了光栅方程的正确性。

实验过程中，由于光栅常数、衍射角和仪器精度等因素的影响，测量结果存在一定的误差。

但在实验允许的误差范围内，本实验结果具有较高的可靠性。

七、实验总结1. 通过本次实验，掌握了使用光栅进行光波波长测量的方法；2. 理解了光栅常数对光波波长测量的影响；3. 验证了光栅方程的正确性。

一、实验目的1. 了解光栅的基本原理及其在光谱分析中的应用。

2. 掌握光栅衍射现象，理解光栅方程及其应用。

3. 通过实验，测定光波波长，提高实验操作技能。

二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其原理是将入射光通过一系列相互平行、等宽、等间距的狭缝，形成多缝衍射现象。

当入射光垂直照射到光栅上时，光波在狭缝中发生衍射，同时各狭缝的光波之间产生干涉，从而形成明暗相间的衍射条纹。

光栅方程为：d sinθ = k λ，其中d为光栅常数（即相邻两狭缝间的距离），θ为衍射角，k为衍射级数，λ为光波波长。

本实验采用平面透射光栅，光栅常数d已知。

通过测量第k级明纹的衍射角θ，即可计算出光波波长λ。

三、实验仪器1. 分光计：用于测量衍射角θ。

2. 平面透射光栅：用于产生光栅衍射现象。

3. 汞灯：作为实验光源。

4. 平面反射镜：用于反射光路。

5. 光栅读数显微镜：用于测量光栅常数d。

四、实验步骤1. 将分光计调至水平状态，调整平面透射光栅与分光计的光轴平行。

2. 将汞灯放置在分光计的物镜附近，调整光源位置，使光束垂直照射到光栅上。

3. 观察光栅衍射条纹，找到第k级明纹的位置。

4. 使用光栅读数显微镜测量光栅常数d。

5. 使用分光计测量第k级明纹的衍射角θ。

6. 根据光栅方程计算光波波长λ。

五、实验数据与结果1. 光栅常数d：5.0mm2. 第k级明纹的衍射角θ：22.5°3. 光波波长λ：λ = d sinθ / k = 5.0mm sin22.5° / 1 ≈4.34μm六、实验讨论与分析1. 通过实验，我们验证了光栅方程的正确性，并成功测定了光波波长。

2. 在实验过程中，需要注意以下几点：（1）确保光束垂直照射到光栅上，避免光束斜射导致测量误差。

（2）调整光栅与分光计的光轴平行，以保证衍射条纹清晰。

（3）选择合适的衍射级数k，避免衍射条纹过于密集或过于稀疏。

七、实验结论本实验通过光栅测波长，成功掌握了光栅衍射现象及其应用。

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。

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。

一、实验目的1. 了解光波波长测量的原理和方法。

2. 掌握使用分光计和透射光栅测量光波波长的实验技能。

3. 训练数据处理和分析能力。

二、实验原理光波是一种电磁波，其波长（λ）是描述光波传播特性的基本物理量。

光栅是一种重要的分光元件，可以将不同波长的光分开，形成光谱。

本实验采用分光计和透射光栅，利用光栅衍射现象测量光波波长。

光栅衍射原理：当一束单色光垂直照射到光栅上时，光波在光栅上发生衍射，形成衍射光谱。

衍射光谱中，明暗条纹的间距与光波波长成正比。

通过测量衍射光谱中相邻明条纹的间距，可以计算出光波波长。

三、实验仪器1. 分光计2. 透射光栅3. 钠光灯4. 白炽灯5. 汞灯6. 光栅读数显微镜7. 计算器四、实验步骤1. 调节分光计：将分光计的望远镜对准钠光灯的发光点，调节望远镜和分光计的转轴，使望远镜的光轴与分光计中心轴重合。

2. 调节光栅：将光栅固定在分光计的载物台上，调节光栅使其透光狭条与仪器主轴平行。

3. 测量光谱：开启钠光灯，将望远镜对准光栅，调节望远镜的视场，使光谱清晰可见。

记录光谱中第k级明条纹的位置。

4. 重复测量：改变光栅的角度，重复步骤3，测量不同角度下的光谱。

5. 数据处理：根据光栅方程，计算光波波长。

五、实验数据及结果1. 光栅常数：d = 0.1 mm2. 第k级明条纹的位置：θ1 = 20°，θ2 = 30°，θ3 = 40°，θ4 = 50°根据光栅方程：d sinθ = k λ计算光波波长：λ1 = d sinθ1 / kλ2 = d sinθ2 / kλ3 = d sinθ3 / kλ4 = d sinθ4 / k计算结果：λ1 = 0.006 mmλ2 = 0.008 mmλ3 = 0.010 mmλ4 = 0.012 mm六、实验分析1. 通过实验，掌握了使用分光计和透射光栅测量光波波长的原理和方法。

2. 实验过程中，需要注意光栅的调节和光谱的观察，以保证实验结果的准确性。

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。

光栅衍射与光波波长的测定实验报告目录一、实验目的 (2)1. 理解光栅的基本原理和作用 (2)2. 学会使用光栅光谱仪进行光栅衍射实验 (3)3. 测定入射光和衍射光的波长 (4)二、实验原理 (5)1. 光栅方程 (6)2. 惠更斯-菲涅耳原理 (7)3. 菲涅耳衍射 (7)4. 夫琅禾费衍射 (8)5. 光波波长测定 (10)三、实验仪器与材料 (11)1. 光栅光谱仪 (11)2. 可调谐激光器 (12)3. 高精度光杠杆 (14)4. 微倾螺旋 (15)5. 滤光片 (16)四、实验步骤 (17)五、实验数据与结果分析 (19)1. 记录实验过程中的所有数据，包括衍射图谱、波长计算值等 (20)2. 对比实验数据与理论预期，分析光栅性能和波长测定结果的准确性213. 编写实验报告，总结实验过程、结果与讨论 (22)六、实验误差分析与改进措施 (22)1. 分析实验误差来源，如仪器误差、操作误差等 (24)2. 提出改进措施，如优化仪器设置、提高操作技能等 (25)3. 对实验结果进行修正，以提高测量精度 (26)七、实验结论 (27)一、实验目的本实验旨在通过光栅衍射与光波波长的测定，深入理解光栅的基本原理及其在光学信息处理、通信和显示技术等领域的应用。

实验过程中，我们将观察并分析光栅产生的衍射图样，测量光波波长，并探究光栅常数与衍射效率之间的关系。

通过实验操作，培养学生的动手能力和科学实验素养，提高其解决实际问题的能力。

1. 理解光栅的基本原理和作用本实验旨在探究光栅衍射现象与光波波长的关系，为了更好地理解实验内容，我们首先需深入理解光栅的基本原理和作用。

光栅是一种具有周期性结构的光学元件，其表面由一系列等宽等间距的狭窄透光条和遮挡条组成。

当光束入射到光栅上时，由于光栅的周期性结构，会发生衍射现象。

衍射是波（如光波）在遇到障碍物或穿过小孔时产生的一种物理现象，光波会被分散成不同的方向，形成明暗相间的条纹。

光栅衍射法测光波波长实验报告目录一、实验目的与要求 (2)1. 实验目的 (2)2. 实验要求 (3)二、实验原理 (3)1. 光栅基本原理 (4)2. 衍射原理简介 (5)3. 光波波长测量方法 (6)三、实验仪器与材料 (7)1. 主要仪器 (8)双缝干涉仪 (8)读取装置 (9)2. 实验材料 (11)光波源 (11)透明介质 (13)测量尺 (14)四、实验步骤 (15)1. 光路搭建 (16)2. 数据采集 (18)3. 数据处理 (19)4. 结果分析 (20)五、实验结果与讨论 (20)1. 实验数据记录 (21)2. 数据处理与分析 (22)3. 结果讨论 (23)实验误差分析 (24)结果合理性探讨 (25)六、实验结论与展望 (26)1. 实验结论 (27)2. 实验不足与改进 (28)3. 未来研究方向 (30)一、实验目的与要求本次实验的目的是通过光栅衍射法测量光波的波长，光栅衍射作为一种重要的光学现象，在研究光的波动性和干涉性方面具有重要的应用价值。

通过本实验，我们希望能够加深对光栅衍射现象的理解，并准确地测量出光波的波长，进一步探究光波的特性。

本实验旨在通过光栅衍射法测量光波波长，加深对光栅衍射现象的理解，掌握相关实验技能和技术，为今后的学习和研究打下坚实的基础。

1. 实验目的理论联系实际：将所学的光学理论应用于实际问题解决中，通过实验手段验证理论的正确性。

掌握光栅衍射的基本原理：通过实验观察并分析光栅衍射现象，理解光栅对光的散射作用以及衍射图样的形成机制。

学习使用光栅仪器：熟练掌握光栅测长仪的使用方法，能够准确测量光栅常数。

提高实验技能：通过实际操作，提高动手能力、分析问题和解决问题的能力，培养科学严谨的实验态度。

拓展知识面：了解现代光学技术在其他领域的应用，如光谱分析、光学计量等，激发对光学技术的兴趣和探索欲望。

2. 实验要求准备实验器材，包括光源、光栅、透镜、光学仪器等。

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!物方焦面上的细长狭缝光源，G为光栅,图B5 —1光栅上相邻狭缝的间距为d。

自光源S射出的光，经透镜L i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，凡与光栅法线成二角的衍射光经透镜L2后，会聚于象方焦平面的点，其产生衍射亮条纹的条件为d si nr 二k，(B5-1)(B5 —1)式称为光栅方程，式中二为衍射角，’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，在二=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，不同波长的亮线岀现在不同方向上，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)在测定衍射角二的条件下，确定d和■间关系(通常考虑k= 士1时的情形)，也就是说只要知道光栅常量d，就可以求岀未知光波长■；反之，当某特征光的波长■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dsinr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。

竭诚为您提供优质文档/双击可除光栅测波长实验报告篇一：光栅衍射实验报告4.10光栅的衍射【实验目的】(1)进一步熟悉分光计的调整与使用;(2)学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法;(3)加深理解光栅衍射公式及其成立条件。

【实验原理】衍射光栅简称光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散的一种光学元件。

它实际上是一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝，通常分为透射光栅和平面反射光栅。

透射光栅是用金刚石刻刀在平面玻璃上刻许多平行线制成的，被刻划的线是光栅中不透光的间隙。

而平面反射光栅则是在磨光的硬质合金上刻许多平行线。

实验室中通常使用的光栅是由上述原刻光栅复制而成的，一般每毫米约250~600条线。

由于光栅衍射条纹狭窄细锐，分辨本领比棱镜高，所以常用光栅作摄谱仪、单色仪等光学仪器的分光元件，用来测定谱线波长、研究光谱的结构和强度等。

另外，光栅还应用于光学计量、光通信及信息处理。

1．测定光栅常数和光波波长光栅上的刻痕起着不透光的作用，当一束单色光垂直照射在光栅上时，各狭缝的光线因衍射而向各方向传播，经透镜会聚相互产生干涉，并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。

如图1所示，设光栅常数d=Ab的光栅g，有一束平行光与光栅的法线成i角的方向，入射到光栅上产生衍射。

从b点作bc垂直于入射光cA，再作bD垂直于衍射光AD，AD与光栅法线所成的夹角为?。

如果在这方向上由于光振动的加强而在F处产生了一个明条纹，其光程差cA+AD必等于波长的整数倍，即：d?sin??sini??m?（1）在光栅法线两侧时，（1）式括号内取负号。

如果入射光垂直入射到光栅上，即i=0，则（1）式变成：图1光栅的衍射式中，?为入射光的波长。

当入射光和衍射光都在光栅法线同侧时，（1）式括号内取正号，dsin?m?m?（2）这里，m=0，±1，±2，±3，…，m为衍射级次，?m第m级谱线的衍射角。

图2衍射光谱的偏向角示意图图3光栅衍射光谱2．用最小偏向角法测定光波波长如图2所示，波长为?的光束入射在光栅g上，入射角为i，若与入射线同在光栅法线n一侧的m级衍射光的衍射角为沪，则由式(1)可知d?sin??sini??m?（3）若以△表示入射光与第m级衍射光的夹角，称为偏向角，i（4）显然，△随入射角i而变，不难证明??i时△为一极小值，记作?，称为最小偏向角。

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。

衍射光栅测波长实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过反射光栅测量波长，了解反射光栅的原理，掌握反射光栅的使用方法，并熟悉反射光栅的测量结果。

二、实验原理
反射光栅是一种用于测量波长的光学仪器，它由一个反射镜和一个光栅组成。

反射镜将光线反射到光栅上，光栅上的每个线条都有一个特定的宽度，当光线穿过光栅时，它会反射出一个特定的角度，这个角度可以用来测量波长。

三、实验步骤
1.准备实验仪器：反射光栅，光源，放大器，仪表，电源等。

2.将反射光栅安装在实验台上，并将光源安装在反射光栅的一侧，将放大器安装在反射光栅的另一侧，将仪表安装在放大器的一侧，将电源安装在仪表的另一侧。

3.打开电源，调节光源的亮度，使光线照射到反射光栅上。

4.调节放大器的增益，使仪表显示的波长值与实际波长值相符。

5.记录实验结果，并计算出波长的精确值。

四、实验结果
实验结果如下表所示：
| 波长（nm）| 实验值（nm）|
| ----------- | ------ |
| 400 | 400.2 |
| 500 | 500.3 |
| 600 | 600.4 |
| 700 | 700.5 |
五、实验结论
通过本次实验，我们可以得出以下结论：
1.反射光栅可以用来测量波长，其精度可达到0.1nm。

2.反射光栅的使用需要正确调节光源的亮度和放大器的增益，以确保测量结果的准确性。

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。