分光計實驗報告

【實驗目的】

觀察光柵的衍射光譜，掌握用分光計和透射光柵測光波波長的方法。

【實驗儀器】

分光計，透射光柵，鈉光燈，白熾燈。

【實驗原理】

光柵是一種非常好的分光元件，它可以把不同波長的光分開並形成明亮細窄的譜線。

光柵分透射光柵和反射光柵兩類，本實驗採用透射光柵，它是在一塊透明的屏板上刻上大量相互平行等寬而又等間距刻痕的元件，刻痕處不透光，未刻處透光，於是在屏板上就形成了大量等寬而又等間距的狹縫。刻痕和狹縫的寬度之和稱為光柵常數，用d 表示。

由光柵衍射的理論可知，當一束平行光垂直地投射到光柵平面上時，透過每一狹縫的光都會發生單縫衍射，同時透過所有狹縫的光又會彼此產生干涉，光柵衍射光譜的強度由單縫衍射和縫間干涉兩因素共同決定。用會聚透鏡可將光柵的衍射光譜會聚於透鏡的焦平面上。凡衍射角滿足以下條件

k = 0， ±1， ±2， … (10)

的衍射光在該衍射角方向上將會得到加強而產生明條紋，其它方向的光將全部或部分抵消。式（10）稱為光柵方程。式中d為光柵的光柵常數，θ為衍射角，λ為光波波長。當k=0時，θ= 0得到零級明紋。當k = ±1， ±2 …時，將得到對稱分立在零級條紋兩側的一級，二級 … 明紋。

實驗中若測出第k級明紋的衍射角θ，光柵常數d已知，就可用光柵方程計算出待測光波波長λ。

【實驗內容與步驟】

1.分光計的調整

分光計的調整方法見實驗1。

2.用光柵衍射測光的波長

【實驗目的】

1. 了解分光計的結構，學習分光計的調節和使用方法；

2. 利用分光計測定三稜鏡的頂角；

【實驗儀器】

分光計，雙面平面反射鏡，玻璃三稜鏡。

【實驗原理】

如圖6所示，設要測三稜鏡AB面和AC面所夾的頂角a，只需求出j即可，則a＝1800－j。

圖6 測三稜鏡頂角

【實驗內容與步驟】

一、分光計的調整

（一）調整要求：

1.望遠鏡聚焦平行光，且其光軸與分光計中心軸垂直。

2.載物台平面與分光計中心軸垂直。

（二）望遠鏡調節

1.目鏡調焦

目鏡調焦的目的是使眼睛通過目鏡能很清楚地看到目鏡中分劃板上的刻線和叉絲，調焦辦法：接通儀器電源，把目鏡調焦手輪12旋出，然後一邊旋進一邊從目鏡中觀察，直到分劃板刻線成像清晰，再慢慢地旋出手輪，至目鏡中刻線的清晰度將被破壞而未被破壞時為止。旋轉目鏡裝置11，使分劃板刻線水平或垂直。

2.望遠鏡調焦

望遠鏡調焦的目的是將分劃板上十字叉絲調整到焦平面上，也就是望遠鏡對無窮遠聚焦。其方法如下：將雙面反射鏡緊貼望遠鏡鏡筒，從目鏡中觀察，找到從雙面反射鏡反射回來的光斑，前後移動目鏡裝置11，對望遠鏡調焦，使綠十字叉絲成像清晰。往復移動目鏡裝置，使綠十字叉絲像與分劃板上十字刻度線無視差，最後鎖緊目鏡裝置鎖緊螺絲 10 .

（三）調節望遠鏡光軸垂直於分光計中心軸（各調一半法）

調節如圖7 所示的載物台調平螺絲 b 和 c 以及望遠鏡光軸仰角調節螺絲13，使分別從雙面反射鏡的兩個面反射的綠十字叉絲像皆與分劃板上方的十字刻度線重合，如圖8（a）所示。此時望遠鏡光軸就垂直於分光計中心軸了。具體調節方法如下：