光栅特性与光波波长测量

光栅特性与光波波长测量
光栅是用于衍射和反射光线的设备，可以用于测量光波的波长。

在光栅的作用下，光束被分解成一系列光点，这些光点的位置和强度取决于入射光线的波长和光栅的特性。

对于光栅中的类似光谱的分布，波长和光点之间有着非常明显的关系。

通过观察光栅图案的特征可以确定光波的波长。

因为光点的位置是由波长和光栅间隔决定的，所以可以根据测量得到光点距离和光栅间隔来确定波长。

这种技术在物理学、化学和生物学等领域中都有广泛的应用。

此外，光栅还可以用于研究材料的光学性质，测量材料的折射率和反射率，以及检测和分析微小生物和细胞。

由于光栅具有高精度、高分辨率和灵敏度等优点，因此已成为现代科学和技术中不可或缺的工具之一。

实验七用分光计测光栅常数和光波的波长【实验目的】1. 熟悉分光计的操作2. 用已知波长光光栅常数3. 用测出的光栅常数测某一谱线的波长【实验仪器】分光计及附件一套，汞灯关源；光栅一片【实验原理】本实验是利用全息光栅进行测量，光源采用GD20低压汞灯，它点燃之后能发生较强的特性光谱线，在可见区辐射的光谱波长分别为5790A0，5770 A0，5461 A0，4358 A0，4047 A0。

根据夫琅和费衍射原理，每一单色平行光垂直投射到光栅平面上，被衍射，亮纹条件为：dsinθ=Kλ(K=0, ±1, ±2,±3,······)d-----光栅常数θ-----衍射角λ-------单色光波长由于汞灯产生不同的单色光，每一单色光有一定的波长，因此在同级亮纹时，各色光的衍射角θ是不同的。

除中央亮纹外各级可有四条不同的亮纹，按波长不同进行排列，通过分光计观察时如（图8-3）所示。

这样，若对某一谱线进行观察（例如黄光λy=5790 A0）对准该谱线的某级亮纹(例如K=±1）时，求出其平均的衍射角θ〈y，代入公式就可求光栅常数d，然后可与标准比较。

本实验采用d=1/1000厘米的光栅。

相反，若将所求得的光栅常数d，并对绿光进行观察，求出某级亮纹（如K=±1）的平均衍射角θ〈y，代入公式，又可求出λg 。

同理，可以同级亮纹或不同亮纹的其他谱线进行观察和计算。

【实验步骤】（实验之前请先看实验七附录）１、先进行目镜和望远镜的调焦；２、调整望远镜的光轴垂直于旋转主轴；３、平行光管的调焦；４、调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴；５、将平行光管狭缝调成垂直；（1-5安装时已基本调好）６、调节光栅平面，使光栅与转轴平行，且光栅平面垂直于平行光管。

调节方法：先开汞灯光源，把平行光管的狭缝照亮，把望远镜叉丝对准狭缝象，固定望远镜的锁紧螺钉。

衍射光栅的特性与光波波长的测量衍射光栅由大量等宽、等间距、平行排列的狭缝构成。

实际使用的光栅可以用刻划、复制或全息照相的方法制作。

衍射光栅一般可以分为两类:用透射光工作的透射光栅和用反射光工作的反射光栅。

本实验使用的是透射光栅。

根据多缝衍射的原理,复色光通过衍射光栅后会形成按波长顺序排列的谱线,称为光栅光谱,所以光栅和棱镜一样是一种重要的分光光学元件。

在精确测量波长和对物质进行光谱分析中普遍使用的单色仪、摄谱仪就常用衍射光栅构成色散系统。

本实验要求:理解光栅衍射的原理,研究衍射光栅的特性;掌握用衍射光栅精确测量波长的原理和方法;进一步熟悉分光计的工作原理和分光计的调节、使用方法。

【实验原理】1.光栅常数和光栅方程图4.11—1 衍射光栅衍射光栅由数目极多,平行排列且宽度、间距都相等的狭缝构成,用于可见光区的光栅每毫米缝数可达几百到上千条。

设缝宽为a,相邻狭缝间不透光部分的宽度为b,则缝间距d = a + b就称为光栅常数(图4.11—1,这是光栅的重要参数。

根据夫琅和费衍射理论,波长λ的平行光束垂直投射到光栅平面上时,光波将在每条狭缝处发生衍射,各缝的衍射光在叠加处又会产生干涉,干涉结果决定于光程差。

因为光栅各狭缝间距相等,所以相邻狭缝沿θ方向衍射光束的光程差都是 dsinθ(图4.11—1。

θ是衍射光束与光栅法线的夹角,称为衍射角。

在光栅后面置一会聚透镜,使透镜光轴平行于光栅法线(图4.11—2,透镜将会使图4.11—2所示平面上衍射角为θ的光都会聚在焦平面上的P点,由多光束干涉原理,在θ满足下式时将产生干涉主极大,户点为亮点:=k=kdλθ(4.11—1±±,1,2,0(sin式中k是级数,d是光栅常数。

(1式称为光栅方程,是衍射光栅的基本公式。

由(1式可知,θ=0对应中央主极大,P0点为亮点。

中央主极大两边对称排列着±1级、±2级……主极大。

实际光栅的狭缝数目很大,缝宽极小,所以当产生平行光的光源为细长的狭缝时,光栅的衍射图样将是平行排列的细锐亮线,这些亮线实际就是光源狭缝的衍射像。

一、实验目的1. 理解衍射光栅的工作原理及其在光谱分析中的应用。

2. 掌握使用衍射光栅测定光波波长和光栅常数的实验方法。

3. 深入理解光栅衍射公式及其适用条件。

4. 分析衍射光栅的色散率、光谱特性等关键参数。

二、实验原理衍射光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。

光栅由一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝构成，分为透射光栅和平面反射光栅。

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。

光栅衍射公式为：\[ d \sin \theta = m \lambda \]其中，\( d \) 为光栅常数（即相邻两狭缝间距），\( \theta \) 为衍射角，\( m \) 为衍射级数，\( \lambda \) 为光波波长。

三、实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 白色光源5. 硅光电池6. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，确保光栅垂直于光路。

2. 打开低压汞灯，调节光源与光栅的距离，使光束垂直照射在光栅上。

3. 通过分光计观察衍射光谱，记录不同衍射级数 \( m \) 对应的衍射角\( \theta \)。

4. 利用光栅衍射公式计算光波波长 \( \lambda \) 和光栅常数 \( d \)。

5. 改变光栅常数，观察衍射光谱的变化，分析色散率、光谱特性等参数。

五、实验结果与分析1. 计算光波波长和光栅常数：\[ \lambda = \frac{d \sin \theta}{m} \]\[ d = \frac{\lambda}{m \sin \theta} \]根据实验数据，计算得到光波波长和光栅常数，并与理论值进行比较。

2. 分析色散率：色散率 \( D \) 表示为：\[ D = \frac{d \sin \theta}{\theta} \]随着衍射级数 \( m \) 的增加，色散率 \( D \) 呈线性增加，说明光栅的色散率较高。

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。

光栅的检测原理
光栅的检测原理基于光的干涉现象和衍射现象。

当光线经过光栅时，由于光栅上的谱线间距非常小，光波被分解成多个相干光束，这些光束经过干涉和衍射后会产生干涉条纹或衍射斑。

在光栅检测中常用的方法是通过位移法和波长法。

位移法是利用光栅上的谱线间距与光栅移动距离之间的线性关系来确定位移量。

当光栅移动时，通过检测干涉条纹的位置变化，可以计算出待测物体的位移量。

波长法是利用光栅的衍射特性来检测波长的变化。

当光栅上的谱线间距与入射光的波长相等时，衍射产生的衍射光束互相干涉，形成明暗相间的干涉条纹。

通过测量干涉条纹的间距，可以得到入射光波长的信息。

除了位移和波长的检测，光栅还可以用于测量角度和曲率等物理量。

在角度测量中，通过测量干涉条纹的位移量和光栅的刻线间距，可以计算出待测角度。

在曲率测量中，通过将光栅与测量曲面相接触，利用光栅产生的衍射条纹来测量曲率的变化。

总之，光栅的检测原理是基于光的干涉和衍射现象，利用光栅的特性来测量位移、波长、角度和曲率等物理量。

如何利用光栅测量波长
光栅是一种常用的测量波长的工具，它可以将入射光分解成不同的波长成分，并根据它们在光栅上的衍射现象来测量波长。

下面是利用光栅测量波长的步骤：
1. 确定实验条件：选择适当的光源和光栅。

光源可以是白光灯或单色激光器，而光栅则应具有适当的线数和线间距。

2. 设置实验装置：将光源放置在光栅的一侧，并调整光源和光栅之间的距离，以保证入射光正常射入光栅。

3. 观察衍射图样：在合适的条件下，观察光栅上的衍射图样。

可以使用一个屏幕或检测仪器来观察衍射图样。

4. 测量波长：根据衍射图样，找到对应的衍射角和衍射级别。

根据光栅的特性，可以使用衍射公式来计算入射光的波长。

衍射公式：nλ= d·sin(θ)
其中，n为衍射级别（正整数），λ为波长，d为光栅线间距，θ为衍射角。

通过测量不同衍射级别对应的衍射角，并带入衍射公式，可以得到不同波长的光的衍射现象，从而测量波长。

需要注意的是，光栅测量波长的精度受到光栅线数和线间距的限制，以及实验设置的精确程度的影响。

因此，在进行测量时要尽可能精确地调整实验条件，以获得准确的波长测量结果。

实验三十三、光栅特性参数的测量[实验目的]1、 进一步熟悉分光计的调整和使用2、 用已知汞灯光谱中的绿光波长为546.07nm ，测量衍射光栅的特征参数。

3、 从测定汞灯光谱在可见光范围内的几条波长的过程中，观察和研究光栅的衍射现象4、 测量汞灯光谱中的黄光和紫光的波长。

[实验仪器]分光计、汞灯，衍射光栅、钠灯[实验原理]一、光栅衍射衍射光栅是利用光的衍射原理使光波发生色散的光学元件，它是由大理相互平行、等宽的狭缝组成的，设光栅的总缝数为N ，缝宽为a ，缝隙间不透光部分的宽度为b ，则缝距d=a+b ，叫光栅常数（如图1）。

按夫琅和费衍射理论，当一束平行光垂直入射到光栅的表面时，通过不同的缝，光要发生干涉，但同时每条缝都要发生衍射，且N 条缝N 套衍射条纹通过透镜后完全重合，如图1所示，当衍射角θ满足光栅方程dsin θ=k λ(k=0、±1、±2、…)时，任何两缝所发出的两束光都干涉相长，形成细而亮的主极大明条纹。

二、光栅光谱单色光经过光栅衍射后，形成各级主极大的细亮线称为这种单色光的衍射谱线，如果用复色光照射，由光栅方程可知不同波长的同一级谱线（零级除外）的角位置是不相同的，交按波长由短到长的次序由中央向外侧依次排列，每一干涉级次都有这样的一级谱线，在较高级次，各级谱线可能相互重叠，光栅衍射击产生的这种按波线排列的谱线称为光栅光谱，评定光栅好坏的标志是角色散率和光栅的分辨本领。

1、 角色散率ψ为角色散率的定义为：λθψ∆∆=，其中θ∆为两谱线衍射角之差，由dsin θ=k λ和对前一式两边取微分得：θλθλθψcos d kd d ==∆∆=。

2、 分辨本领根据瑞利判断，光栅能分辨出相邻两条谱线的能力是有限的，波长相差为λ∆的两条相邻谱线，若其中的一条谱线的最亮处刚好落在另一谱线的最暗处，则称这两条谱线能被分辨，设这两条谱线的平均波长为λ，则此时光栅的分辨本领为：λλ∆R。

梧州学院学生实验报告专业班级: 学号: 姓名: 成绩:实验课程: 近代物理实验(2) 实验名称: 光波波长的测量及光栅特性的研究实验课程：近代物理实验(2)实验名称：光波波长的测量及光栅特性的研究实验组号: 同组成员:实验地点: 近代物理实验室实验时间: 指导教师: 陈伟华实验目的: 1. 进一步熟悉分光计的调整和使用, 学会用分光计测量光栅常数。

2．观察光栅衍射的现象, 利用光栅测量未知光源光谱的波长及角色散率。

2. 观察光栅衍射的现象，利用光栅测量未知光源光谱的波长及角色散率。

2．观察光栅衍射的现象，利用光栅测量未知光源光谱的波长及角色散率。

实验仪器: 透射光栅、分光计、汞灯、读数小灯等。

实验原理: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, 从而使光栅实验得以普及。

本实验用的光栅是一块全息光栅。

根据夫琅和费衍射理论, 一束单色平行光垂直投射到光栅平面上, 被衍射后, 凡是衍射角适合条件：() ,3θ (1)=⋅kdλ=k,1,2±,0sin±±光会加强, 其它方向将抵消, 如图6-1所示。

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(透光), b为狭缝宽度(不透光)], k为衍射光谱的级数, λ是光的波长, θ表示波长为λ的光的第k级衍射光谱的衍射角。

图6-1 光栅衍射原理图图6-2 光栅衍射示意图如果用会聚透镜把这些衍射后的平行光会聚起来, 则在透镜的焦平面上将出现明亮的条纹称为谱线。

实验15 用光栅测量光波波长衍射光栅是利用单缝衍射和多缝干涉原理使光发生色散的元件。

它是在一块透明板上刻有大量等宽度等间距的平行刻痕，每条刻痕不透光，光只能从刻痕间的狭缝通过。

因此，可把衍射光栅(简称为光栅)看成由大量相互平行等宽等间距的狭缝所组成。

由于光栅具有较大的色散率和较高的分辨本领，故它已被广泛地应用于各种光谱仪器中。

光栅一般分为两类：一类是利用透射光衍射的光栅称为透射光栅；另一类是利用两刻痕间的反射光进行衍射的光栅称为反射光栅。

本实验选用的是透射光栅。

一. 实验目的1. 进一步熟悉分光计的调整和使用。

2. 观察光栅衍射的现象，测量汞灯谱线的波长。

二. 实验仪器分光计、光栅、汞灯、平面镜等。

三. 实验原理当一束平行单色光垂直入射到光栅上，透过光栅的每条狭缝的光都产生有衍射，而通过光栅不同狭缝的光还要发生干涉，因此光栅的衍射条纹实质应是衍射和干涉的总效果。

设光栅的刻痕宽度为a ，透明狭缝宽度为b ，相邻两缝间的距离d=a+b ，称为光栅常数，它是光栅的重要参数之一。

如图3-15-1所示，光栅常数为d 的光栅，当单色平行光束与光栅法线成角度i 入射于光栅平面上，光栅出射的衍射光束经过透镜会聚于焦平面上，就产生一组明暗相间的衍射条纹。

设衍射光线AD 与光栅法线所成的夹角（即衍射角）为φ，从B 点作BC 垂直入射线CA ，作BD 垂直于衍射线AD ，则相邻透光狭缝对应位置两光线的光程差为：（3-15-1）当此光程差等于入射光波长的整数倍时，多光束干涉使光振动加强而在F 处产生一个明条纹。

因而，光栅衍射明条纹的条件为：K=0，±1，±2，（3-15-2）式中λ为单色光波长，K 是亮条纹级次，为K 级谱线的衍射角，ｉ为光线的入射角。

此式称为光栅方程，它是研究光栅衍射的重要公式。

)sin (sin i d AD AC +=+ϕλϕK i d K =+)sin (sin K ϕ图3-15-1 光栅衍射原理示意图由（K=0时，波长的同级亮纹因有不同的衍射角而相互分开，即有不同的位置。

实验二 光栅特性及光波波长测量（设计性实验）[实验目的]1、加深对光栅分光原理的理解，了解光栅的基本特性；2、用透射光栅测定光栅常数、光波波长；3、观察光栅光谱。

[实验仪器]分光计，平面透射光栅，低压汞灯.[实验原理]光栅是近代分光仪器（如光谱仪）的主要色散元件，有透射光栅和反射光栅两类。

本实验研究透射光栅，它是由许多等间距的狭缝组成的，每条狭缝的宽度为a ，相邻狭缝间隔为b ，a + b 称为光栅常数，记作d ，见图9-1所示。

图9-1 光栅结构示意图根据夫琅和费衍射原理，当波长为λ的单色平行光垂直投射到光栅平面上时，凡满足关系式:λθk d =sin （k = 0, +1, …） （9-1） 的衍射光经透镜会聚后，在其焦面上出现亮条纹，称为谱线。

（9-1）式称为光栅方程，式中k 为谱线级次，θ为k 级谱线的衍射角，。

当k = 0时,在衍射角θ = 0方向看到中央亮纹，称零级谱线。

其他各级谱线 （k = +1, +2, …）对称地分布在两侧，谱线强度逐渐减弱。

当入射光是不同波长的复合光时，中央零级是各种波长的零级谱线重叠而成的复合光的零级谱d a b线，其余各级条纹都是散开的色线，称为光谱线。

图9-2给出了汞灯的光栅光谱。

如已知入射光波长λ，当测出该谱线的衍射角θ和谱线级次k 后，可由（9-1）式求得光栅常数d ；若给定光栅常数d ，测定衍射角θ，可求得该谱线的波长λ，这就是光谱分析的基本思想。

图9-3示出了入射光经光栅衍射后形成光谱的光路，图中G 为光栅，S 为细长狭缝，L 1为准直透镜，L 2将衍射光会聚于焦面上构成光谱线。

图9-2 汞灯的光栅光谱图9-3 光栅衍射光路图由光栅方程（9-1）对λ微分，可求得光栅的角色散（D ） θλθcon d d d k D == （9-2） 角色散（D ）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。

由（9-2）式可知，光栅常数d 越小，角色散越大；此外，光谱的级数越高，角色散也越大。

实验七用分光计测光栅常数和光波的波长【实验目的】1. 熟悉分光计的操作2. 用已知波长光光栅常数3. 用测出的光栅常数测某一谱线的波长【实验仪器】分光计及附件一套，汞灯关源；光栅一片【实验原理】本实验是利用全息光栅进行测量，光源采用GD20低压汞灯，它点燃之后能发生较强的特性光谱线，在可见区辐射的光谱波长分别为5790A0，5770 A0，5461 A0，4358 A0，4047 A0。

根据夫琅和费衍射原理，每一单色平行光垂直投射到光栅平面上，被衍射，亮纹条件为：dsinθ=Kλ(K=0, ±1, ±2,±3,······)d-----光栅常数θ-----衍射角λ-------单色光波长由于汞灯产生不同的单色光，每一单色光有一定的波长，因此在同级亮纹时，各色光的衍射角θ是不同的。

除中央亮纹外各级可有四条不同的亮纹，按波长不同进行排列，通过分光计观察时如（图8-3）所示。

这样，若对某一谱线进行观察（例如黄光λy=5790 A0）对准该谱线的某级亮纹(例如K=±1）时，求出其平均的衍射角θ〈y，代入公式就可求光栅常数d，然后可与标准比较。

本实验采用d=1/1000厘米的光栅。

相反，若将所求得的光栅常数d，并对绿光进行观察，求出某级亮纹（如K=±1）的平均衍射角θ〈y，代入公式，又可求出λg 。

同理，可以同级亮纹或不同亮纹的其他谱线进行观察和计算。

【实验步骤】（实验之前请先看实验七附录）１、先进行目镜和望远镜的调焦；２、调整望远镜的光轴垂直于旋转主轴；３、平行光管的调焦；４、调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴；５、将平行光管狭缝调成垂直；（1-5安装时已基本调好）６、调节光栅平面，使光栅与转轴平行，且光栅平面垂直于平行光管。

调节方法：先开汞灯光源，把平行光管的狭缝照亮，把望远镜叉丝对准狭缝象，固定望远镜的锁紧螺钉。

用分光计和光栅测定光波的波长实验目的1．进一步熟悉分光计的调节和使用。

2．观测光栅衍射现象及待测光源的光谱。

3．了解平面光栅的主要性能，学习用透射光栅观察光谱及测定光波的波长。

4．学习角度游标的读数方法。

实验仪器分光计（及附件），高压汞灯，透射光栅。

仪器描述关于分光计的结构以及调节方法实验十二中已有详述，具体内容请参见实验十二。

实验原理我们知道，单色光经过单缝衍射后可以形成明暗相间的条纹，可以由条纹宽度计算光波波长。

但是用单缝进行精确测量是十分困难的，因为当缝宽较大时，条纹宽度很窄难以分辨；而缝宽较小时，光强太弱，也不利于测量，如果用多条等间隔的平行细缝代替较宽的单缝就形成了光栅，利用光栅衍射可以精确的测量光谱，在物理实验中具有十分重要的意义。

1. 透射光栅透射式光栅是在光学玻璃上刻划大量的互相平行的、等间距的刻痕而制成的。

当光照射在光栅上时，刻痕处由于散射基本不透光，光只能从刻痕间透过，因此，透射光栅实际是一系列密集、均匀、互相平行的狭缝。

光栅的特性标志有两个：一是单位长度上的刻痕（条纹）数目n，其范围从每厘米几百条至每厘米上万条；若不透光的刻痕宽度用b表示，透光部分的宽度a用表示，则(a+b)称为光栅常数，用d表示，即d=a+b,可见，d=1/n。

二是光栅的总刻痕数N。

尤以光栅常数重要。

2．光栅方程根据夫琅和费衍射理论，当波长为λ的平行光束垂直投射到光栅平面时，通过各个狭缝的光都会发生衍射，通过所有缝的衍射光波又彼此发生干涉，如图13-1。

而这种干涉定域于无穷远处。

若在光栅后面放一会聚透镜，则射向它的各方向上的衍射光都会聚在它的焦平面上，从而得到衍射光的干涉条纹，如图13-2所示。

LKK图13-1 原理图由图13-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为：Δ=(a+b)s inφ=d sinφ式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b为光栅常数，φ为衍射角。

当衍射角φ满足光栅方程：d sinφ=Kλ （K = 0，±1，±2，…）时，光会加强。