光栅单色仪的调整和使用试验报告

实验报告陈杨 PB05210097 物理二班实验题目:光栅单色仪的调整和使用实验目的:1. 了解光栅单色仪的原理结构和使用方法。2. 通过测量钨灯，钠灯和汞灯的光谱了解单色仪的特点。实验内容：单色仪中等效会聚透镜的焦距 f=500mm光栅的面积 64 64mm2光栅的刻划密度为 1200 线/mm1.钨灯发出的光波长与光强的关系(1)光电倍增管加-450V 的高压波长（nm）不加滤光片 I0400410420430440450460470148192244301361421481544光强加滤光片 I122160211265325385447503480490500510520530540550(2)波长----光强图线为：612667737780831873915943560614653672679663628579(3)透过率的规律：由原始数据可得下图(4)下表为相应波长的滤光片透过率λ400410420430440450460470I/I00.49123 0.59677 0.642230.6789λ4804905005100.70480.73872 0.74734 0.74299520530540550I/I00.74739 0.75331 0.73484 0.71521 0.67477 0.62391 0.56019 0.49358(5)相关分析:可以看出，滤光片的透过率随入射光的波长变化而变化。波长位于中间时，透过率比较大，本次实验中约为 75%；本次实验中，波长介于 500nm 和 550nm 之间时透过率随波长增大明显减小。可以用薄膜干涉来解释：这里认为膜的折射率大于其两侧介质（空气）的折射率，对膜的两个表面的反射光来说，是有半波损失的。此两束相干光若干涉相消，则可以增大透射光线的强度。光程差2nh=mλ 时干涉相消（m=±1，±2，…）。对膜而言，折射率和厚度都是一定的，所以干涉级数和波长的乘积为定值。滤光片是为了选择一个特定波长的光（记其波长为 λ0）而制作的，故 m 是取定的，往往取 m=1。入射光波长 λ=λ0+Δλ 与 λ0 较接近时，Δλ 是一小量，对干涉相消的条件影响不大，故其透射率比较稳定；而当入射光波长与λ0 相差较大时，Δλ 不可以忽略，反射光的光程差 2nh 不能满足干涉相消的条件，Δλ 越大，反射光的光强越大，透过率越小。2.利用计算机测量汞灯 577nm 和 579nm 的两条谱线和分辨率粗扫时得到两波峰对应的波长为 577.3nm 和 579.5nm细扫时：(1)577nm 的谱线波峰/nm577.3935577.3800577.3875(2)579nm 的谱线波峰/nm579.5550579.5400579.5600分辨率/nm0.14000.15000.1375光强212210211分辨率/nm0.13500.14000.1350光强215213217对实验结果的一些说明：就已知条件，本次实验的误差无法定量计算。估计精度不高。入射光受实验室中其他光源的影响，其光强大小不是由单...