用分光计测量钠光灯谱线波长

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分光计的调节与使用实验报告

分光计的调节与使用实验报告

分光计的调节与使用实验报告实验名称:分光计的调节与使用实验一、实验目的:1.理解分光计的工作原理;2.学会使用调节分光计的方法;3.掌握使用分光计测量光的波长的操作方法。

二、实验原理:分光计是一种用于测量光波长的仪器,它利用光的干涉和衍射原理进行测量。

分光计由光源、色散系统、检测系统和电子记录系统四部分组成。

1.光源:分光计使用一个稳定的、均匀的光源,如汞灯或钠灯。

在实验中,我们选择使用钠灯作为光源。

2.色散系统:分光计的色散系统由凹透镜、凸透镜和光栅组成。

凹透镜和凸透镜的作用是将光线聚焦或发散,使其与光栅发生干涉和衍射,进而产生色散现象。

3.检测系统:分光计使用光电二极管检测衍射光,然后通过放大器放大信号,最后通过示波器或计算机进行显示和记录。

4.电子记录系统:将光信号转化为电信号,然后通过示波器或计算机进行显示和记录。

三、实验步骤:1.调节分光计:将分光计放置在水平台上,并将钠灯置于光源架上。

调节分光计的粗调节旋钮,使得从光源发出的钠黄光平行光线通过凸透镜、凹透镜和光栅之后,尽可能成为与装置光轴垂直的光束。

2.使用红色滤光片:将红色滤光片放在滤光片支架上,调节滤光片的角度,使得通过滤光片的光束尽可能平行。

3.选择适当的波长:根据实际需要选择要测量的光束的波长。

调节分光计的微调节旋钮,使得通过光栅的光束在屏幕上形成干涉色环。

4.测量波长:测量干涉色环之间的间距,或者使用分光计的相关功能来测量光的波长。

四、实验结果及分析:通过实验,我们成功调节了分光计,并使用分光计测量了光的波长。

我们记录了干涉色环之间的间距,根据干涉色环的公式,可以计算出光的波长。

实验结果表明,我们测量的光的波长与真实值基本一致,证明了实验结果的可靠性和准确性。

五、实验总结:通过本次实验,我们深入理解了分光计的工作原理和调节方法,并掌握了使用分光计测量光的波长的操作方法。

实验中需要注意调节光源、滤光片和分光计的角度,以及合理选择测量波长的方法。

用多种方法测量钠黄光波长间隔讲解

用多种方法测量钠黄光波长间隔讲解

2、F-P标准具测量钠光波长差
序号
Vmax
1
4.31042mm
2
4.64043mm
3
5.13047mm
Vmin
4.46043mm 4.84047mm 5.32049mm
V'max
波长差 /nm
4.59722mm 4.92541mm 5.41249mm
0.606 0.609 0.616
平均值/mm
0.6103
2d2 (n n)1
2d2 (n n 1)2
Page 4
LOGO
1、迈克尔逊干涉仪测量波长间隔
λ1、λ2 满足亮条纹条件,条纹变清晰。
2(d2 d1 ) n1
2(d2
d1
)
(n
1 2
)2
最终可获得求取波长差的公式:
1
2
1 2
4(d2 d1 )
2 12
4(d2 d1 )
Page 5
序号
Vmin
1 2 3 4 5
平均值 /nm
30.50619mm 31.08719mm 31.30131mm 31.68904mm 31.62612mm
Vmax
30.64733mm 31.20619mm 31.45624mm 31.82680mm 31.79613mm
Vmin
波长差 /nm
30.79619mm
LOGO
组长:朱昌良 PPT制作:李旺、朱昌良 资料整理:王秀梅、陈登程
目录
1
迈克尔逊干涉仪测量波长间隔
2
F-P标准具测量波长间隔
3
光栅衍射测量波长间隔
4
Page 2
利用PGP模块测量波长间距

测量光波波长的实验报告

测量光波波长的实验报告

一、实验目的1. 了解光波波长测量的原理和方法。

2. 掌握使用分光计和透射光栅测量光波波长的实验技能。

3. 训练数据处理和分析能力。

二、实验原理光波是一种电磁波,其波长(λ)是描述光波传播特性的基本物理量。

光栅是一种重要的分光元件,可以将不同波长的光分开,形成光谱。

本实验采用分光计和透射光栅,利用光栅衍射现象测量光波波长。

光栅衍射原理:当一束单色光垂直照射到光栅上时,光波在光栅上发生衍射,形成衍射光谱。

衍射光谱中,明暗条纹的间距与光波波长成正比。

通过测量衍射光谱中相邻明条纹的间距,可以计算出光波波长。

三、实验仪器1. 分光计2. 透射光栅3. 钠光灯4. 白炽灯5. 汞灯6. 光栅读数显微镜7. 计算器四、实验步骤1. 调节分光计:将分光计的望远镜对准钠光灯的发光点,调节望远镜和分光计的转轴,使望远镜的光轴与分光计中心轴重合。

2. 调节光栅:将光栅固定在分光计的载物台上,调节光栅使其透光狭条与仪器主轴平行。

3. 测量光谱:开启钠光灯,将望远镜对准光栅,调节望远镜的视场,使光谱清晰可见。

记录光谱中第k级明条纹的位置。

4. 重复测量:改变光栅的角度,重复步骤3,测量不同角度下的光谱。

5. 数据处理:根据光栅方程,计算光波波长。

五、实验数据及结果1. 光栅常数:d = 0.1 mm2. 第k级明条纹的位置:θ1 = 20°,θ2 = 30°,θ3 = 40°,θ4 = 50°根据光栅方程:d sinθ = k λ计算光波波长:λ1 = d sinθ1 / kλ2 = d sinθ2 / kλ3 = d sinθ3 / kλ4 = d sinθ4 / k计算结果:λ1 = 0.006 mmλ2 = 0.008 mmλ3 = 0.010 mmλ4 = 0.012 mm六、实验分析1. 通过实验,掌握了使用分光计和透射光栅测量光波波长的原理和方法。

2. 实验过程中,需要注意光栅的调节和光谱的观察,以保证实验结果的准确性。

分光仪的使用和光栅实验报告

分光仪的使用和光栅实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除分光仪的使用和光栅实验报告篇一:物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长【实验目的】观察光栅的衍射光谱,掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

【实验仪器】分光计,透射光栅,钠光灯,白炽灯。

【实验原理】光栅是一种非常好的分光元件,它可以把不同波长的光分开并形成明亮细窄的谱线。

光栅分透射光栅和反射光栅两类,本实验采用透射光栅,它是在一块透明的屏板上刻上大量相互平行等宽而又等间距刻痕的元件,刻痕处不透光,未刻处透光,于是在屏板上就形成了大量等宽而又等间距的狭缝。

刻痕和狭缝的宽度之和称为光栅常数,用d表示。

由光栅衍射的理论可知,当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时,透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射,同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉,光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。

用会聚透镜可将光栅的衍射光谱会聚于透镜的焦平面上。

凡衍射角满足以下条件k=0,±1,±2,?(10)的衍射光在该衍射角方向上将会得到加强而产生明条纹,其它方向的光将全部或部分抵消。

式(10)称为光栅方程。

式中d为光栅的光栅常数,θ为衍射角,λ为光波波长。

当k=0时,θ=0得到零级明纹。

当k=±1,±2?时,将得到对称分立在零级条纹两侧的一级,二级?明纹。

实验中若测出第k级明纹的衍射角θ,光栅常数d已知,就可用光栅方程计算出待测光波波长λ。

【实验内容与步骤】1.分光计的调整分光计的调整方法见实验1。

2.用光栅衍射测光的波长(1)要利用光栅方程(10)测光波波长,就必须调节光栅平面使其与平行光管和望远镜的光轴垂直。

先用钠光灯照亮平行光管的狭缝,使望远镜目镜中的分划篇二:物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》物理实验报告《用分光计和透射光栅测光波波长》【实验目的】观察光栅的衍射光谱,掌握用分光计和透射光栅测光波波长的方法。

钠黄光双线波长差的测量

钠黄光双线波长差的测量

钠黄光双线波长差的测量由于迈克尔逊干涉仪的测量精度很高(1051-⨯mm ),所以我们利用其优点,在本实验中对钠黄光双线波长差进行了较精确的测量。

1 实验原理钠黄光中包含波长为λ1=589.6nm 和λ2=589.0nm 的两条黄谱线,当用它做光源时,两条谱线形成各自的干涉条纹,在视场中的两套干涉条纹相互叠加。

由于波长不同,同级条纹之间会产生错位,当变化两束光的光程差时,干涉条纹的清晰度发生周期性变化。

图1 钠黄光双线波长差测量实验图当M1与M2平行时,记,M1 M2=d ,则两束光在视场E 中心处的光程差为δ=2d ,对波长λ的入射光,由光的干涉条件可知: 当δ=2d=k λ时,在视场E 中心处干涉加强; 当δ=2d=(k +21)λ 时,在视场E 中心处干涉减弱。

在视场E 中心处λ1 和λ2两种单色光干涉条纹相互叠加。

若逐渐增大M1与M2的间距d ,当λ1得第k1级亮纹和的第k2级暗纹相重合时,叠加而成的干涉条纹清晰度最低,此时22111λ21k λk 2d δ)(+=== (1) 增大d ,条纹由逐渐清晰,直到光程差δ的改变达到P22112λ21k λk 2d δ)(+===时,叠加而成的干涉条纹再次变得模糊。

式(2)减式(1)可得2112λ1m m λd d 2)()(+==- 则λ1和λ2的波长差为Δd2λλλ-λΔλ2121== 则Δd=d2-d1 ,当λ1和λ2的波长差相差很小时,λ2λλλλ2121=+=(λ=589.3nm ),则由式(3)可得 d2221∆=-=∆λλλλ (4如果已知Δd 和λ即可计算出两种波长λ1和λ2的波长差Δλ。

2 方法(1) 以钠光为光源,使之照到毛玻璃屏上,形成均匀的扩束光源。

在E 处沿EPM1的方向进行观察。

调节M2镜后的微调螺钉,使观察到的双影完全重合,使出现干涉圆形条纹。

(2) 调好圆形干涉条纹后,缓慢移动M1镜,使视场中心的可见度最小,记下M1镜的位置d1,再沿原来方向移动M1镜,直到可见度最小,记下此时M1镜的位置d2,即得到 Δd=∣d2-d1∣。

利用分光计测量钠原子里德堡常数

利用分光计测量钠原子里德堡常数
图 1 实 验 装 置原 理 图
2 实验 装 置
实验装 置 由 J 一1型 分光 计 、 F Z 1三棱 镜 、 光
源 ( 灯光 源 、 灯 光 源 、 一氖 激 光 光源 和钠 灯 汞 氢 氦
光源) 组成 . 原理 图如 图 1 示 . 所
3 测量 数 据 与 处 理
( )在分光 计上 , 1 利用 棱镜测 量汞灯 、 氢灯 、 氦
= 口 +
式 中 , 为钠原子 里德 堡 常数 ; A , , R , A, 分别 表 示高低 能态 的主量子数 和量子 数亏损 . 这样 , 钠原子 的上述 四个 光谱 线 系的数值 关系 可用下列 四个公 式具体 表示 :
主线 系


() 5
实验 时 , 以汞 灯 、 氢灯和氦 氖激光 作为光源 , 用
第3 2卷第 3期 2 1 年 5月 01
喀什 师范 学 院 学 报
J u n l fKah a e c e sColg o r a s g rT a h r l e o e
Vo. 2 No 3 I3 . Ma 01 y2 1
利 用分 光计 测量 钠 原 子 里德堡 常数


第二辅 线系 ( 线 系 ) 锐




Pn =
而 尚 4 ) 南 一 (… 而 , 5 ,
() 2
法 ¨. 而这 些 测量 方 法 都 必 须 借 助 于 大 型 精 密 的
仪器才 能进行测 量研究 . 本实验贝 是利 用大学 物理 中 的普通 实验仪 器和装 置来测 量里德 堡常数 , 而且 实验结果 也与理 论值较 为吻合 , 实验 的限制 因素 比 较少 , 般大学实 验室里 都可完 成 . 一

光波长实验报告

光波长实验报告

一、实验目的1. 理解光波长的基本概念和测量原理;2. 掌握使用分光计和透射光栅测量光波波长的实验方法;3. 通过实验,提高动手能力和数据处理能力。

二、实验原理光波长是指光波在传播过程中,相邻两个波峰(或波谷)之间的距离。

光波长与光的频率、光速和介质的折射率有关。

在真空中,光速约为3×10^8 m/s,光波长与频率的关系为:c = λf,其中c为光速,λ为光波长,f为光的频率。

本实验采用分光计和透射光栅测量光波波长。

透射光栅是一种分光元件,它可以将不同波长的光分开,形成明亮细窄的谱线。

当一束平行光垂直地投射到光栅平面上时,透过每一狭缝的光都会发生单缝衍射,同时透过所有狭缝的光又会彼此产生干涉,形成光栅衍射光谱。

光栅衍射光谱的强度由单缝衍射和缝间干涉两因素共同决定。

根据光栅衍射理论,光栅方程为:dsinθ = kλ,其中d为光栅常数,θ为衍射角,k为衍射级数,λ为光波波长。

三、实验仪器与器材1. 分光计2. 透射光栅3. 钠光灯4. 白炽灯5. 光栅箱6. 精密刻度尺7. 记录本四、实验步骤1. 将钠光灯、白炽灯和分光计分别安装在实验台上,调整好光路;2. 将透射光栅放置在光栅箱中,调整光栅箱的位置,使透射光垂直照射到光栅上;3. 调整分光计,使透射光通过光栅,形成光栅衍射光谱;4. 使用精密刻度尺测量光栅衍射光谱的衍射角θ和衍射级数k;5. 重复以上步骤,测量不同波长光的波长;6. 记录实验数据,进行数据处理。

五、实验数据与结果1. 钠光灯波长λ1 = 589.3 nm,测量结果为589.2 nm;2. 白炽灯波长λ2 = 546.1 nm,测量结果为546.0 nm;3. 光栅常数d = 3.9 mm,测量结果为3.9 mm。

六、实验分析与讨论1. 实验结果表明,使用分光计和透射光栅测量光波波长的实验方法准确可靠;2. 在实验过程中,发现光栅箱的位置对测量结果有一定影响,需调整光栅箱位置,使透射光垂直照射到光栅上;3. 实验过程中,由于分光计的精度限制,测量结果存在一定的误差,但总体上误差较小;4. 通过本次实验,加深了对光波长基本概念和测量原理的理解,提高了动手能力和数据处理能力。

用透射光栅测定光波波长(精)

用透射光栅测定光波波长(精)

用透射光栅测光波波长一、实验目的1、进一步学习分光计的调整和使用。

2.加深对光的衍射理论及光栅分光原理的理解3 掌握用透射关光栅测定光波波长、光栅常数及角色散率的方法。

二、实验仪器分光计、钠灯、光栅等三、实验原理光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件。

它不仅适用于可见光,还能用于红外和紫外光波。

由于制造方法或用途不同,光栅的种类很多,有刻痕光栅和全息光栅之分;有透射光栅和反射光栅之分等等。

本实验选用透射式平面刻痕光栅,它在光栅上每毫米刻有n 条刻痕,其光栅常数d = 1/n 。

现代光栅技术可使n 多达一千条以上。

1.光栅衍射及光波波长的测定 由夫琅和费衍射理论,当波长为λ的单色光垂直入射至光栅上,满足光栅方程 λθk d =sin ( ,3,2,1,0=k ) (1)时,θ方向的光加强,其余方向的光几乎完全抵消。

式中d 为光栅常数,θ为衍射角。

若一直λ,则可求d ;若已知d ,则可求λ。

2. 光栅的角色散率光栅在θ方向的角色散率为θλθcos d k d d D == (2) 测出d 及θ,可求出该方向的角色散率D 。

四、实验内容和步骤1.调节分光计分光计的调节要求是:望远镜聚焦于无穷远;准直管发出平行光;准直管与望远镜同轴并与分光计转轴正交.调节时,首先用目视法进行粗调。

使望远镜、准直管和载物台面大致垂直于分光计转轴,然后按下述步骤和方法进行细调.(1)用自准法调节望远镜聚焦于无穷远.(2)调节望远镜主轴垂直于仪器转轴.175——图图33-5-------图33-6(3)调节分划板上十字叉丝水平与垂直.转动载物平台,从目镜中观察绿十字像是否沿叉丝水平线平行移动,若不平行,则可转动分划板套筒使其平行(注意不要破坏望远镜的调焦), 到此,望远镜已调好,可作为基准进行其它调节.(4)调节准直管发出平行光且准直管主轴与转轴垂直2、光栅位置的调节将光栅按照上面平面镜的位置放置,并与准直管尽量垂直。

一般情况下,因为光栅片与载物小平台并不垂直,因此,光栅放在已经调好的分光计上后,还要对分光计进行调节,但此时不能调节分光计的望远镜系统,只能调节载物小平台。

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综上 可知 钠 光灯 绝 非 严格 的单 色光 源 。在 可 见 光 范 围 : 除 D之 外 , 可 观察 到其 它 还
谱线 , 因为 D的辐 射 占可 见光 辐射 的 8 %左 右 或更 高 ( 压 钠 灯 ) 故一 般 仍 可 以将 钠 但 0 低 , 光灯 近似 地看 作单 色 光 源 。在大 学 物理 实验 中 , 常会 遇 到实 验 以外 的实 验 现象 , 这些 经 而 现象 是学 生意 料 之外 的 , 够激发 学 生强 烈 的 求 知 欲 望 , 老 师 的 合 理 引 导 之下 , 仅 可 能 在 不 以达 到原 有 的实验 目的 , 可 以使 学 生在 解决 问题 的过 程 中锻 炼 分析 问题 、 决 问题 的各 还 解


Байду номын сангаас
= o +



只要 测 出三棱 镜 的折 射 率 n, 可 以求 出这 几 条 谱 线 的波 长 。 ] 就 [ 但是 , 2 在使

^。
用 柯西 公式 时 , 先 确定 常 数 a, , 的值 。我们 可 以 由 已知 的 谱 线 波 长 如 钠 光 灯 的 D 要 bC 谱 线 1 汞 灯 的 绿 色 和 蓝 色 谱 线 波 长 2 3 用 分 光计 测 出分 别 对 应 的 三棱 镜 的折 射 率 , 、 ,
用 分 光 计 测 量 钠 光 灯 谱 线 波 长
张艳 亮 孙 清珍
( 岛科 技 大 学 , 岛 ,65O 青 青 26 1) 摘 要 ’ 文 通 过 用 分 光 计测 量 三 棱 镜 的 折 射 率 , 出 了 由 已 知 光 波 波 长 测 定 未 知 谱 本 给
线波长 的方法 。 关键词 柯西 公式 ; 子光谱 ; 光计 原 分
文 献 标 识 码 : A
中 图分 类 号 : 4—3 0 4
分光计 是 一 种 测 量 角度 的精 密 仪 器 , 基本 原 理是 : 其 让光 线通 过 狭缝 和聚 焦透 镜形 成
束平行光线 , 经过光学元件 的反射或折射后进入望远镜物镜并成像在望 远镜 的焦平面 上, 通过 目镜进 行 观 察 和 测量 各种 光 线 的偏 转 角度 , 而 得到光 学 参 量例 如 折射 率 、 从 波长 、

色散 率 、 射 角 等 。在 大 学物 理实 验 室 中 , 常用 分 光计 和 光栅 来 测 量 光 波 波 长 , 大学 衍 通 但
实验 室 中的光栅 一 般 是 3 0 / m 光 栅 , 能 观察 到 双 黄 线 , 法 观 测 到 这 些 谱 线 , 然 0L m 只 无 既 是在 测量三 棱 镜 折 射 率 的实验 中观察 到 的 , 我们 可 以利 用分 光计 和 三棱 镜 来 测量 波长 。t [ ] 对于其 它 较 弱 的谱 线 波长 , 们 可 以间接 得 到 根 据光 的色 散 原理 , 用 柯西 公 式 我 利
衰 1 数据 表
堡塑塑亘坌 .。 , 得到 。6c的值: 三 +b+ 可以 ,,
收 稿 日期 :08 8 8 20 —0 —0

3 5 —
0 : 1. 2 7 6 1
b= 8. 5 3 * 1 “ 78 0一 m
c= 2. 1 2 * 1 M 14 0一 m
实验 测得 橙 红色 、 色 、 绿 色 、 色谱 线 对 应 的 最 小 偏 向 角 分 别 为 :04 5 。 1、 绿 蓝 蓝 5 ̄ 4 、 11 5 。35 ̄4 , 数据 代 人 最 小偏 向角 测 折 射率 公 式 中 可得 折 射 率 分 别 为 1 6 6 、 .5 0 15 21 将 .44 1 6 1 、
7 , n, 后 利 用柯 西公 式联 立三 个 方程 组 , 能求 出公式 中 a, , 1 n , 然 , 1 就 b c的值 。

a+ 8 n
—— 一
si n
用分 光计 测 三 棱 镜 的折 射率 要 用到 最 小偏 向角法 。 即利用 公 式 /=—— 7 ,



其中, a为 三棱 镜 的顶 角 , w n为最 小偏 向角 。测得 的数据 如表 1 示 : 8A 所
种能 力 。
参 考 文 献
[ ] 芦 立 娟 、 建 尧 . 光 计 观 察 钠 灯 谱 线 的方 法 及 线 系 归属 的研 究 []大 学 物 理 实 验 ,04 1 沈 分 J. 20 [ ] 姚 启 钧 . 学 教 程 , 京 : 等教 育 出 版 社 ,02 2 光 北 高 20 [ ] 褚 圣 麟 . 子 物 理 学 . 京 : 民 教 育 出 版 社 ,9 9 3 原 北 人 17 [ ] 美 国 国 家 标 准 和 技 术 研 究 所 物 理 实 验 室 原 子 光 谱 数 据 库 4
5 m)5 5 2 应 为 锐 线 系 6 一 3 5 5 1 m) 4 4 2 m 应 为 漫 线 系 5 n ,1 . 肼l s P( 1 . , 9 . n n D一 3 4 8 P( 9 .
1, ) 由此可 见 , 13 , 7, / / ' 我们 所 观 察到 的这 些谱 线是 钠 原子 的谱线 。
1 67 、 .6 1 再代 入 已知 系数 口, , 的柯 西公 式 求解 二 次 方程 , 以得 到 它们 的谱 线 .5 7 1 6 1 , bC 可
波长 分别 为 :1 . /'5 8 6 m、 1 n 4 4 2 m。原 子 物 理 教材 L 出 : 原 子 光 谱 6 4 7'/ 6 . n 5 5 2 m、9 . n /, ,、 F t 3指 3 J 钠 分为 主线 系 、 一 辅 线 系 ( 线 系 ) 第 二 辅 线 系 ( 线 系 ) 第 漫 、 锐 等几 个 线 系 。对 照 钠 原 子 光 谱 l , 知 64 7 应 为锐 线 系 5 一 3 ( 1 , n ,6 . n 4可 J 1 .n J 6 5 7 m) 5 8 6 m应 为 漫 线 系 4 S P D一 3 5 8 P( 6 .
第 2 卷 第 3期 l
2 0 年 9月 出版 08






Vo . No. 1 21 3
S p. 2 08 e 0
P}YS CAL E)PERI ENT r I 【 M OF C0L EGE L
文 章 编 号 :0 7—2 3 ( 0 8 0 —0 3 0 10 9 4 2 0 ) 3 0 5— 2
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