大学物理实验报告课程名称： 大学物理实验 实验名称： 光栅衍射实验 学院： 机电工程学院 专业班级： 能源与动力工程 162 班 学生： 杰 学号： 5902616051 实验地点： 基础实验大楼 座位号：一、实验目的：1.进一步掌握调节和使用分光计的方法。2.加深对分光计原理的理解。3.用透射光栅测定光栅常数。二、实验原理：分光镜，平面透射光栅，低压汞灯（连镇流器三、实验仪器：光栅是由一组数目很多的相互平行、等宽、等间距的狭缝(或刻痕)构成的,是单缝的组合体,其示意图如图 1所示。原制光栅是用金刚石刻刀在精制的平面光学玻璃上平行刻划而成。光栅上的刻痕起着不透光的作用,两刻痕之间相当于透光狭缝。原制光栅价格昂贵,常用的是复制光栅和全息光栅。图 1 中的 为刻痕的宽度, 为狭缝间宽度, 为相邻两狭缝上相应两点之间的距离,称为光栅常数。它是光栅基本常数之一。光栅常数 的倒数 为光栅密度,即光栅的单位长度上的条纹数,如某光栅密度为 1000 条/毫米,即每毫米上刻有 1000 条刻痕。 图 1 光栅片示意图 图 2 光线斜入射时衍射光路 图 3 光栅衍射光谱示意图 图 4 载物台 当一束平行单色光垂直照射到光栅平面时，根据夫琅和费衍射理论，在各狭缝处将发生衍射，所有衍射之间又发生干涉，而这种干涉条纹是定域在无穷远处，为此在光栅后要加一个会聚透镜，在用分光计观察光栅衍射条纹时，望远镜的物镜起着会聚透镜的作用,相邻两缝对应的光程差为 （1） 出现明纹时需满足条件 （2） （2）式称为光栅方程，其中： 为单色光波长；k 为明纹级数。 由（2）式光栅方程，若波长已知，并能测出波长谱线对应的衍射角 ，则可以求出光栅常数 d 。 在 =0 的方向上可观察到中央极强，称为零级谱线，其它谱线，则对称地分布在零级谱线的两侧，如图 3所示。 假如光源中包含几种不同波长，则同一级谱线中对不同的波长有不同的衍射角，从而在不同的位置上形成谱线，称为光栅谱线。对于低压汞灯，它的每一级光谱中有 4 条谱线：紫色 1=435.8nm;绿色 2=546.1nm;黄色两条 3=577.0nm 和 4=579.1nm。 衍射光栅的基本特性可用分辨本领和色散率来表征。 角色散率 D（简称色散率）是两条谱线偏向角之差 Δ 两者波长之差 Δ 之比： （3） 对光栅方程微分可有 （4） 由（4）式可知，光栅光谱具有如下特点：光栅常数 d 越小，色散率越大；高级数的光谱比低级数的光谱有较大的色散率；衍射角很小时，...
