分光計的調節(jié)及光柵常數(shù)的測量

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1、南昌大學物理實驗報告課程名稱：大學物理實驗實驗名稱：分光計的調節(jié)與光柵系數(shù)的測量學院：專業(yè)班級：學生姓名：學號：實驗地點：311座位號：9實驗時間：一、實驗目的：1.學會如何調節(jié)分光計。2.熟悉分光計的使用方法。3.使用透射光柵和分光計測定光柵常數(shù)。二、實驗原理:1.分光計的結構2.分光計的調節(jié)1）目測調節(jié)根據(jù)眼睛的粗略估計，調節(jié)望遠鏡和平行光管上的高低傾斜調節(jié)螺絲，使望遠鏡和平行光管光軸大致垂直于中心軸；調節(jié)載物臺下的三個水平調節(jié)螺絲，使載物臺面大致呈水平狀態(tài)。2）用自準法調整望遠鏡（1）點亮照明小燈，調節(jié)目鏡和分劃板間的距離，看清分劃板上的準線和和帶有綠色的小十字窗口(

2、目鏡對分劃板調焦）（2）將準直鏡放在載物臺上，使得準直鏡的兩反射面與望遠鏡大致垂直。輕緩的轉動載物臺，從側面觀察，判斷從準直鏡正反兩面反射的亮十字光線能否進入望遠鏡內。（3）從望遠鏡的目鏡中觀察到亮的十字像，前后移動目鏡對望遠鏡調焦，使得亮十字像成清晰像。再調準線與目鏡間的距離，使目鏡中既能看清準線，又能看清亮十字像。注意準線與亮十字像之間有無視差，如有視差，則需反復調節(jié)，予以消除。3.用逐次逼近各半調整法調整望遠鏡光軸與分光計中心軸垂直將準直鏡仍豎直置于載物臺上，轉動載物臺，使望遠鏡分別對準準直鏡的反射面。利用自準法可以分別觀察到兩個十字反射像。分別調節(jié)望遠鏡方位和載物臺平

3、面，使準線和十字反射像重合。即轉動載物臺使望遠鏡先對準準直鏡的一個表面，若從望遠鏡中看到準線和十字反射像不重合，他們的交點在高低方面相差一段距離，此時調節(jié)望遠鏡傾斜度，使差距減小一半，再調節(jié)載物臺螺絲，消除另一半距離使準線和十字反射像重合，然后將載物臺旋轉180°，使望遠鏡對著雙面鏡的另一面，采用同樣的方法調節(jié)，如此重復調整數(shù)次，直到轉動載物臺時，從雙面鏡前后兩表面反射回來的十字像都能與準線重合為止，這就是逐次逼近各半法。4.調整平行光管1）目測粗調至平行光軸大致與望遠鏡光軸相一致2）打開狹縫，從望遠鏡中觀察，同時調節(jié)目鏡，直到看見清晰的狹縫像為止，然后調節(jié)縫寬，使望遠鏡視場

4、中縫寬約為1mm。3）調節(jié)平行光管的傾斜度，達到右圖的狀態(tài)，此時平行光管與望遠鏡的光軸在同一水平面內，并與分光計中心軸垂直。4）消除視差，稍微移動望遠鏡的目鏡套筒及轉動目鏡，最后達到移動頭部時，準線與像無相對移動為止5.光柵和棱鏡一樣，是重要的分光原件，已廣泛應用在單色儀、攝譜儀等光學儀器中，實際上平面平面透射光柵是一組數(shù)目極多的等寬等間距的平行狹縫，如下圖所示狹縫光源位于透鏡的物方焦平面上，為光柵，光柵上相鄰狹縫間距，狹縫縫寬，縫間不透光部分寬為，稱為光柵常量。本實驗所用的全息光柵，則是用全息技術將一系列致密的、等距的干涉條紋在涂有乳膠的玻璃片上感光，經處理后，感光的部分成

5、為不透明的條紋，而未感光的部分成透光的狹縫。每相鄰狹縫間的距離就是光柵常量，如右圖所示。自射出的平行光垂直照射在光柵上，透鏡將與光柵法線成角的衍射光匯聚于其像方焦面上的點，產生衍射亮條紋的條件是上式稱為光柵方程，式中是衍射角，是光波波長，是條紋級數(shù)（，，，…），衍射亮條紋實際上是光源狹縫的衍射像，是一條細銳的亮線。當時，在的方向上，各種波長的亮線重疊在一起，形成明亮的零級像。對于的其它數(shù)值，不同波長的亮線出現(xiàn)在不同的方向上形成光譜，對稱的分布在零級條紋的兩側。因此，若光柵常量已知，測出某譜線的衍射角和光譜級，則可由上式求出該譜線的波長；反之如果波長是已知的，則可求出光柵常量。

6、三、實驗儀器：分光計，平面透射光柵，汞燈，準直鏡四、實驗內容和步驟：1.調節(jié)分光計2.光柵位置的調節(jié)（1）根據(jù)衍射角測量要求，光柵平面應調節(jié)到垂直于入射光（2）根據(jù)衍射角測量要求，光柵衍射面應調節(jié)到和觀測面度盤一致3.當分光計調節(jié)完成以后，使望遠鏡對準平行光管，從望遠鏡中觀察被找照亮的平行光管狹縫的像，使其和叉絲的豎直線重合，固定望遠鏡，放置光柵，點亮目鏡叉絲照明燈（移開或關閉狹縫照明燈），左右轉動載物平臺，看到反射的綠十字，調節(jié)平臺螺釘使綠十字和目鏡中的調整叉絲重合，這是光柵面已垂直入射光4.測光柵常量根據(jù)式（1），只要測出第級光譜線中波長已知的譜線的衍射角，就可以求出值，

7、這里我們選擇汞燈光譜中得綠線（），轉動望遠鏡到光柵的一側，使叉絲的豎直線對準已知波長的第2級譜線的中心，記錄二游標值，移動望遠鏡，分別測量，，時的二游標值，同一游標的兩次讀數(shù)之差是衍射角的兩倍，計算值平均值五、實驗數(shù)據(jù)與處理：衍射光譜級次-11-22左側衍射光角坐標102°7′140°20′80°15′162°9′右側衍射光角坐標282°6′320°22′260°14′342°13′38°13′38°16′81°54′81°59′38°14′30″81°56′30″19°12′15″40°58′15″0