實驗名稱：光柵衍射法測定光波長實驗?zāi)康模?/p>

熟悉分光計的調(diào)節(jié)。理解光柵衍射現(xiàn)象。學(xué)習(xí)用光柵衍射法測定光的波長或光柵常數(shù)。實驗原理及背景知識介紹：

光柵和棱鏡一樣，是重要的分光光學(xué)元件，已廣泛應(yīng)用在光柵譜儀、光柵單色儀等。光柵是一組數(shù)目極多的等寬、等距和平行排列的狹縫，分為透射光柵和反射光柵兩種。本實驗中用的是平面透射光柵。實驗原理及背景知識介紹：入射光光柵中央明條紋K=0一級明條紋K=+1一級明條紋K=-1綠黃圖1光柵衍射光譜示意圖黃綠實驗儀器介紹：不透光部分透光狹縫ab光柵由透光的狹縫和不透光部分構(gòu)成，令a表示透光狹縫的寬度，b表示不透光部分的寬度，則光柵常數(shù)d=a+b，習(xí)慣上用單位毫米里的狹縫數(shù)目N來描述光柵特征（如圖2）。光柵常數(shù)d與N的關(guān)系為：圖2光柵結(jié)構(gòu)示意圖實驗內(nèi)容：１．調(diào)節(jié)分光計（1）把望遠(yuǎn)鏡目鏡分劃板上的叉絲調(diào)節(jié)清晰；（2）把望遠(yuǎn)鏡調(diào)節(jié)到適合觀察平行光；（3）把望遠(yuǎn)鏡的光軸調(diào)節(jié)到與儀器的主軸垂直；（4）把平行光管調(diào)節(jié)到能夠出射平行光；（5）把平行光管的光軸調(diào)節(jié)到與望遠(yuǎn)鏡共軸；（6）把狹縫調(diào)節(jié)成豎直狀態(tài)且寬度適中。實驗步驟：一．調(diào)節(jié)分光計。三．測定衍射角Φ三．計算光波長λ二．根據(jù)光路圖放置好光柵并觀察光柵衍射現(xiàn)象。一、調(diào)節(jié)分光計1．粗調(diào)（1）目測粗調(diào)使望遠(yuǎn)鏡光軸大致水平，并粗調(diào)平行光管使其與望遠(yuǎn)鏡大致共軸。（2）調(diào)節(jié)載物臺水平度調(diào)節(jié)螺絲使載物臺臺面大致水平。一、調(diào)節(jié)分光計2、調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡（1）目鏡調(diào)焦目鏡調(diào)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(diào)焦辦法：接通儀器電源，把目鏡調(diào)焦手輪旋出，然后一邊旋進(jìn)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（如圖3）。

遮光窗圖3目鏡分劃板一、調(diào)節(jié)分光計2、調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡（3）應(yīng)用各半調(diào)節(jié)法調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的光軸與儀器的主軸垂直。a、望遠(yuǎn)鏡內(nèi)出現(xiàn)清晰的綠十字叉絲像，而與分劃板上方的十字刻度線有一定的高度差

h（圖6a）。b、調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡光軸仰角調(diào)節(jié)螺絲，使高度差?h?減小一半（圖6b）。c、再調(diào)節(jié)載物臺調(diào)平螺絲b?或c，使高度差全部消除（圖6c）。

圖6各半調(diào)節(jié)法示意圖一、調(diào)節(jié)分光計d、旋轉(zhuǎn)載物臺，使雙面反射鏡轉(zhuǎn)過180°，重復(fù)各調(diào)一半法，使綠十字叉絲像如圖6(c)所示。e、重復(fù)上述步驟，使經(jīng)雙面反射鏡兩個面反射的的綠十字叉絲像均如圖6(c)所示。一、調(diào)節(jié)分光計3、調(diào)節(jié)平行光管（1）調(diào)節(jié)平行光管，使其適合觀察平行光調(diào)節(jié)平行光管上的狹縫裝置在平行光管軸線上的位置，直到狹縫的像最清晰，此時平行光管出射平行光，如圖7所示。圖7平行光管出射平行光一、調(diào)節(jié)分光計3、調(diào)節(jié)平行光管（3）調(diào)節(jié)縫寬適中（0.5mm左右）旋轉(zhuǎn)狹縫90o，使其與目鏡分劃板豎直刻線平行，調(diào)節(jié)狹縫寬度調(diào)節(jié)手輪，使狹縫寬度適中，如圖9所示。圖9狹縫寬度調(diào)節(jié)示意圖二、放置光柵光柵（1）用汞燈照亮平行光管的狹縫，使望遠(yuǎn)鏡目鏡中的分劃板上的中心垂線對準(zhǔn)狹縫的像，然后固定望遠(yuǎn)鏡。（2）將裝有光柵的光柵支架置于載物臺上，使其一端對準(zhǔn)調(diào)平螺絲a1，一端置于另兩個調(diào)平螺絲a2、a3的中點，如圖10所示。（3）旋轉(zhuǎn)游標(biāo)盤并調(diào)節(jié)調(diào)平螺絲a2或a3，當(dāng)從光柵平面反射回來的“十”字像與分劃板上方的十字線重合時，如圖11所示，固定游標(biāo)盤。

1、調(diào)節(jié)光柵平面使其與平行光管的光軸垂直：圖10光柵放置示意圖圖11光柵反射綠十字示意圖二、放置光柵2、觀察光柵衍射現(xiàn)象：圖12汞燈的部分光柵衍射光譜示意圖放置好光柵后，移動望遠(yuǎn)鏡觀察光柵的正負(fù)級衍射條紋，并通過調(diào)節(jié)載物臺的調(diào)平螺釘，使正負(fù)級的條紋等高，如圖12所示。四、計算光波長λ

將測量出來的衍射角Φ的值，光柵常數(shù)d，衍射級別k的值代入下式：dsinφ=kλ(k=0,±1,±2,…)（1）即可得到被測光線的波長λ。實驗完成當(dāng)實驗完成，所有實驗相關(guān)原始數(shù)據(jù)（包括每一測量量的儀器示值誤差）都已按要求記錄在預(yù)習(xí)報告的三線表中后，可示意教師檢驗自己的實驗數(shù)據(jù)。教師在檢查、核對完該同學(xué)的儀器狀態(tài)與數(shù)據(jù)無誤并簽字后，填寫好儀器使用登記表，整理好儀器，并收回椅子，方可離開實驗室