对衍射光栅试验的总结
- 格式：doc
- 大小：27.50 KB
- 文档页数：2
对衍射光栅实验的总结
姓名：刘影学号：090401206
大学物理实验课覆盖面广，有丰富的实验思想、方法、手段，能提高综合性很强的基本技能训练，是培养学生科学实验能力、提高科学素质的重要基础。
大一下学期和大二上学期，我们接触了大学物理实验，从中体会到了些物理带给我们的乐趣，也感受到了些物理的精密。
这学期做了个衍射光栅实验。
衍射光栅由大量相互平行、等宽、等间距的狭缝（或刻痕）组成，它利用多缝衍射原理使光波发生色散。
由于它具有较大的色散率和较高的分辨本领，故已被广泛地应用于各种光谱仪器中。
本实验使用的是透射式激光全息光栅，利用分光计测量衍射光栅的光栅常数和光波的波长。
本次实验使用到的仪器有JJY-1型分光计，全息光栅，高压汞灯。
原理是当一束平行光垂直照在平面透射光栅上时，相邻两缝在衍射角φ方向上的光程差为dsinφ（d为光栅常数）。
当dsinφ =kλ（k=0,1,2……）时，在φ方向上将得到波长为的k级主极大。
如果将被复色光照明的狭缝置于透镜物方焦面上，经透镜形成的平行光束垂直照射在光栅上，光栅刻痕和狭缝平行，再用一正透镜将衍射后的平行光会聚在像方焦面上，就得到各个波长、各个级次的亮线，称为光栅光谱。
用分光计测量某一级已知波长的衍射角φ，就可由公式求得光栅常数d。
测出某一级待测波长的衍射角，则可由已知的d算出波长。
除了用光栅常数d 描述光栅的特性外，分辨本领和色散率也是描述光栅的重要参数，但本次实验中，我们并未用到那两个参数。
做这个实验其实最麻烦的就是调整分光计。
老师课上讲过我们实验室的分光计为了便于学生做实验，已经不需要做精密的调节。
即使没有调节的很准确，对实验影响并不大，但实际上，调节分光计是很麻烦的。
分光计又称光学测角仪，是一种精密测量平行光线偏转角的光学仪器。
它常被用于测量棱镜顶角、折射率、光栅衍射实验、光波波长和观测光谱等。
它主要由带“+”叉丝的自准直望远镜、平行光管、刻度盘、游标读书装置、小平台及机座等组成。
望远镜、平行光管和度盘有共同的转轴。
其中平行光管固定，望远镜和度盘可自由转动。
调整分光计时，（1）首先要目测粗调（凭眼睛观察判断）：用眼睛从仪器侧面观察，使望远镜光轴、平行光管光轴和载物台面均大致垂直仪器主轴；目镜套筒位置合适。
虽然这一步并非必须，但却是很重要的。
（2）然后调节望远镜能接受平行光，并准确地与仪器中心轴垂直：先要找到由载物小平台上放置的小反射镜反射回来，又在望远镜中形成的“+”字反射像。
为了调节方便，在载物台上放置双面反射镜，并改变双面反射镜与望远镜之间的相对方位，当两者基本垂直时，在目镜中能看到“+”字反射像。
再用自准直法调节目镜与物镜的间距，使分划板位于物镜焦面上。
接下来要调节望远镜的光轴垂直于分光计主轴。
调节望远镜下的望远镜光轴俯仰调节螺丝，使“+”字反射像与叉丝的上交点完全重合，则说明望远镜的光轴已垂直于分光计主轴了。
但通常反射像高低会改变，所以还得细心调节。
做好前面的调节后，转动载物台180°，再找到由反射镜另一面反射回来的“+”字像。
此时，通常“+”字反射像与叉丝的上交点不完全重合，我们就用各半调节法进行调节。
如果还要使载物小平台垂直于分光计的主轴，可把反射镜转过90°，调节平台下的螺丝，使两个面的反射像仍与叉丝的上交点重合。
（3）调整平行光管产生平行光，并垂直于分光计的主轴：调节平行光管时，可以以调好的望远镜为基准，打开光源和狭缝，将望远镜对准狭缝像。
从望远镜
中观察，同时调节平行光管狭缝套筒到平行光管物镜之间的距离，使狭缝像最清晰。
接着调节望远镜光轴和平行光管共轴。
把狭缝调成水平方向，调节平行光管下的螺丝，使狭缝像与准线中心重合，此时就可以了。
调节过程中有个偏心差，它是由于仪器中心轴和度盘刻度中心在制造及装配时不可能完全重合，且轴间也总存在间隙，所以望远镜的实际转角与刻度盘读数窗上读得的角度不尽一致。
它是一种系统误差，一般可以通过安置在转轴直径上的两个对称的游标读数窗来消除。
这实验难在调节分光计上。
其实实际中调节时还会遇到很多问题，并不会只像上面的那么简单，这就要考验我们的耐心与细心啦。
如果没有精确调节，那会产生很大误差。
这次实验是利用已知波长的绿谱线来求出光栅常数d，然后测蓝谱线的波长。
当然也要把读数读准，要把游标上的精度给求对了然后计算。
在实验中应注意衍射角应化成锐角，再进行计算。
从衍射光栅实验中，我们应该要掌握光栅衍射的规律，了解分光计结构，掌握分光计的调节和使用，熟悉分光计读数方法。
这样有利于我们以后做关于分光计的实验。
