实验4 衍射光栅分光特性测量
大学物理实验报告系列之衍射光栅
【实验名称】衍射光栅【实验目的】1．观察光栅的衍射光谱，理解光栅衍射基本规律。
2．进一步熟悉分光计的调节和使用。
3．学会测定光栅的光栅常数、角色散率和汞原子光谱部分特征波长。
【实验仪器】JJY1′型分光计、光栅、低压汞灯电源、平面镜等【实验原理】1．衍射光栅、光栅常数图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度，b为透明狭缝宽度。
d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
图40-1 图40-2 光栅衍射原理图图40-1中a为光栅刻痕(不透明)宽度，b为透明狭缝宽度。
d=a+b为相邻两狭缝上相应两点之间的距离，称为光栅常数。
它是光栅基本参数之一。
2．光栅方程、光栅光谱由图40-1得到相邻两缝对应点射出的光束的光程差为：ϕϕsinsin)(dba=+=∆式中光栅狭缝与刻痕宽度之和d=a+b为光栅常数，若在光栅片上每厘米刻有n条刻痕，则光栅常数nba1)(=+cm。
ϕ为衍射角。
当衍射角ϕ满足光栅方程：λϕkd=sin( k =0，±1，±2…) （40-1）时，光会加强。
式中λ为单色光波长，k是明条纹级数。
如果光源中包含几种不同波长的复色光，除零级以外，同一级谱线将有不同的衍射角ϕ。
因此，在透镜焦平面上将出现按波长次序排列的谱线，称为光栅光谱。
相同k值谱线组成的光谱为同一级光谱，于是就有一级光谱、二级光谱……之分。
图40-3为低压汞灯的衍射光谱示意图，它每一级光谱中有4条特征谱线：紫色λ1= 435．8nm，绿色λ2=546．1nm，黄色两条λ3= 577．0nm和λ4=579．1nm。
3．角色散率(简称色散率)从光栅方程可知衍射角ϕ是波长的函数，这就是光栅的角色散作用。
衍射光栅的色散率定义为：λϕ∆∆=D上式表示，光栅的色散率为同一级的两谱线的衍射角之差∆ϕ与该两谱线波长差∆λ的比值。
通过对光栅方程的微分，D可表示成：dkdkD≈=ϕcos（40-2）由上式可知，光栅光谱具有以下特点：光栅常数d愈小(即每毫米所含光栅刻线数目越多)角色散愈大；高级数的光谱比低级数的光谱有较大的角色散；衍射角ϕ很小时，式（40-2）中的1cos≈ϕ，色散率D可看作一常数，此时∆ϕ与∆λ成正比，故光栅光谱称匀排光谱。
分光计光栅衍射实验报告
分光计光栅衍射实验报告在这篇关于分光计光栅衍射实验的报告里，我想和大家聊聊这个看似复杂其实特别有趣的实验。
咱们得知道，分光计是个用来测量光的工具，简单来说就是让光线变得可见，哇，听起来是不是挺酷的？这玩意儿的工作原理跟我们平常见到的彩虹差不多，通过光栅把白光拆分成五光十色的色彩。
你可能会想，这不就是咱们小时候在阳光下用水晶棱镜玩过的游戏吗？没错，原理差不多！我们开始实验的时候，心里其实挺紧张的，毕竟第一次接触这个玩意儿，万一搞砸了怎么办？不过，看到老师那一脸期待的样子，心里的紧张也渐渐消散了。
准备工作可得仔细，首先把光源对准光栅，再把分光计的各个部分调试到位，哎呀，这可是个技术活呢！调好了之后，准备好你的眼睛，因为接下来要见证奇迹的时刻。
光线经过光栅之后，真的是瞬间变得五彩斑斓，像极了夏天的花园，心里不禁感叹大自然的奇妙。
好啦，看到这些美丽的光谱，我简直像是个小孩见到了糖果屋，忍不住想要去触碰。
可是！别急，实验可不能乱来。
每一步都得认真对待。
我们开始记录每个角度下的光强，简直就像是在给这些色彩“打分”。
这时候我才明白，光谱不仅仅是颜色的堆砌，更是物理世界的一种神秘语言。
你们有没有想过，这些光线和波长之间的关系，实际上就像是我们生活中那些不易察觉的小秘密，有时候一不小心就能发现精彩。
咱们还得注意到不同波长的光在光栅上的衍射情况，哎呀，听起来复杂得很，但其实就是在观察这些光线是怎么“跳舞”的。
不同的颜色就像不同的舞者，有的轻盈灵动，有的稳重优雅，真的是一场视觉盛宴。
我甚至觉得，光谱就像是大自然在和我们聊天，它们用无形的波动传达着自己的故事。
这种感觉，简直让人欲罢不能。
在记录数据的时候，有时候会发生一些小插曲，光源一闪而过，搞得我们得重新调整，真是有些哭笑不得。
但说实话，这也是实验的一部分，过程总是比结果更重要嘛！每一次调整，每一次重新测量，都是一次新的发现。
这让我想起了生活中的那些小波折，虽然当下可能觉得烦躁，但事后回想起来，都是值得珍藏的回忆。
实验21衍射光栅的特性与光波波长的测量
实验4.11 衍射光栅的特性与光波波长的测量衍射光栅由大量等宽、等间距、平行排列的狭缝构成。
实际使用的光栅可以用刻划、复制或全息照相的方法制作。
衍射光栅一般可以分为两类：用透射光工作的透射光栅和用反射光工作的反射光栅。
本实验使用的是透射光栅。
根据多缝衍射的原理，复色光通过衍射光栅后会形成按波长顺序排列的谱线，称为光栅光谱，所以光栅和棱镜一样是一种重要的分光光学元件。
在精确测量波长和对物质进行光谱分析中普遍使用的单色仪、摄谱仪就常用衍射光栅构成色散系统。
本实验要求：理解光栅衍射的原理，研究衍射光栅的特性；掌握用衍射光栅精确测量波长的原理和方法；进一步熟悉分光计的工作原理和分光计的调节、使用方法。
【实验原理】1．光栅常数和光栅方程图4.11—1 衍射光栅衍射光栅由数目极多，平行排列且宽度、间距都相等的狭缝构成，用于可见光区的光栅每毫米缝数可达几百到上千条。
设缝宽为a，相邻狭缝间不透光部分的宽度为b，则缝间距d = a + b就称为光栅常数(图4.11—1)，这是光栅的重要参数。
根据夫琅和费衍射理论，波长的平行光束垂直投射到光栅平面上时，光波将在每条狭缝处发生衍射，各缝的衍射光在叠加处又会产生干涉，干涉结果决定于光程差。
因为光栅各狭缝间距相等，所以相邻狭缝沿θ方向衍射光束的光程差都是 d sinθ(图4.11—1)。
θ是衍射光束与光栅法线的夹角，称为衍射角。
在光栅后面置一会聚透镜，使透镜光轴平行于光栅法线(图4.11—2)，透镜将会使图4.11—2所示平面上衍射角为θ的光都会聚在焦平面上的P点，由多光束干涉原理，在θ满足下式时将产生干涉主极大，户点为亮点：（4.11—1）),2,1,0(sin ±±==k k d λθ式中k 是级数，d 是光栅常数。
(1)式称为光栅方程，是衍射光栅的基本公式。
由(1)式可知，θ=0对应中央主极大，P 0点为亮点。
中央主极大两边对称排列着±1级、±2级……主极大。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告引言衍射是光学中常见的现象，也是研究光的性质和特性的重要实验手段之一。
衍射光栅是利用光的衍射原理制备而成的光学元件，广泛应用于光学仪器、激光技术、光通信等领域。
本实验旨在通过衍射光栅实验，学习和掌握衍射现象的基本原理、光栅的构造和工作原理，并进一步探究光栅常数和入射光波长之间的关系。
实验目的1.学习衍射现象的基本原理和相关概念；2.掌握光栅的构造和工作原理；3.研究光栅常数和入射光波长之间的关系。
实验装置本实验所需的主要装置有：光源、准直器、光栅、狭缝、调节器、屏幕等。
实验原理1.衍射现象的基本原理衍射现象是光通过物体边缘或小孔时发生的光的偏折现象。
当光波传播遇到遮挡物或光栅时，光会发生弯曲和偏折，使光波传播的方向改变，形成衍射图样。
根据衍射现象的不同特性，可以推断出光波的传播路径和波长等信息。
2.光栅的构造和工作原理光栅是一种具有规则排列的平行切槽或凹槽的光学元件，由多个细微而平行的刻线组成。
当入射光照射到光栅上时，光会通过光栅的刻线产生衍射现象。
光栅的衍射效应取决于光栅的刻线数目和刻线间距，即光栅常数。
通过调节光栅常数，可以改变衍射图样的形状和明暗程度。
实验步骤1.设置实验装置：将光源、准直器、光栅等装置依次设置在光路上，确保光路畅通且稳定。
2.调节光源：调节光源的亮度和方向，使得光线稳定且光强均匀。
3.调节准直器：通过准直器，使得光线尽可能平行并能通过光栅。
4.观察衍射图样：将屏幕放置在光栅后方适当位置，观察光栅所产生的衍射图样。
5.测量衍射角度：使用适当的测量工具，测量衍射图样中的主峰角度，并记录。
6.调节刻线间距：通过调节光栅的刻线间距，改变衍射图样的明暗程度，观察变化过程。
实验数据与结果根据实验测量所得到的衍射角度、光栅常数和入射光波长的关系，整理成表格并绘制图表。
讨论与分析根据实验数据和结果，我们可以得出衍射光栅的刻线间距与衍射角度之间存在一定的关系。
根据衍射现象的基本原理，我们可以推导出这种关系的数学表达式，并通过实验数据验证。
衍射光栅特性实验报告
一、实验目的1. 理解衍射光栅的工作原理及其在光谱分析中的应用。
2. 掌握使用衍射光栅测定光波波长和光栅常数的实验方法。
3. 深入理解光栅衍射公式及其适用条件。
4. 分析衍射光栅的色散率、光谱特性等关键参数。
二、实验原理衍射光栅是利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。
光栅由一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝构成，分为透射光栅和平面反射光栅。
当一束单色光垂直照射在光栅上时，各狭缝的光线因衍射而向各方向传播，经透镜会聚相互产生干涉，并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。
光栅衍射公式为：\[ d \sin \theta = m \lambda \]其中，\( d \) 为光栅常数（即相邻两狭缝间距），\( \theta \) 为衍射角，\( m \) 为衍射级数，\( \lambda \) 为光波波长。
三、实验仪器1. 分光计2. 平面透射光栅3. 低压汞灯（连镇流器）4. 白色光源5. 硅光电池6. 毫米刻度尺四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，确保光栅垂直于光路。
2. 打开低压汞灯，调节光源与光栅的距离，使光束垂直照射在光栅上。
3. 通过分光计观察衍射光谱，记录不同衍射级数 \( m \) 对应的衍射角\( \theta \)。
4. 利用光栅衍射公式计算光波波长 \( \lambda \) 和光栅常数 \( d \)。
5. 改变光栅常数，观察衍射光谱的变化，分析色散率、光谱特性等参数。
五、实验结果与分析1. 计算光波波长和光栅常数：\[ \lambda = \frac{d \sin \theta}{m} \]\[ d = \frac{\lambda}{m \sin \theta} \]根据实验数据，计算得到光波波长和光栅常数，并与理论值进行比较。
2. 分析色散率：色散率 \( D \) 表示为：\[ D = \frac{d \sin \theta}{\theta} \]随着衍射级数 \( m \) 的增加，色散率 \( D \) 呈线性增加，说明光栅的色散率较高。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告光栅是一种光学元件，它利用光的衍射原理来分离和分析光的波长。
衍射光栅实验是光学实验中非常重要的一部分，通过这个实验可以更深入地了解光的特性和衍射现象。
本次实验旨在通过衍射光栅实验，观察和分析光的衍射现象，探究光栅的工作原理，并且对实验结果进行分析和讨论。
实验装置和原理。
本次实验所使用的光栅是一种光学元件，它的表面有许多平行的凹槽，这些凹槽可以使入射的光发生衍射现象。
当光线照射到光栅上时，会发生衍射现象，形成一系列亮暗相间的衍射条纹。
通过观察这些衍射条纹的位置和形状，可以得到入射光的波长和光栅的空间频率。
实验步骤。
首先，我们将光源对准光栅，调整光源和光栅的距离，使得光线垂直照射到光栅表面上。
然后，我们用屏幕来接收和观察衍射光栅所产生的衍射条纹。
通过调整屏幕的位置和角度，我们可以清晰地观察到衍射条纹的位置和形状。
最后，我们记录下观察到的衍射条纹的位置和数量，并且对实验结果进行分析和讨论。
实验结果。
经过实验观察和记录，我们得到了一系列衍射条纹的位置和形状。
通过对这些数据的分析，我们可以得到入射光的波长和光栅的空间频率。
实验结果表明，衍射条纹的位置和形状与入射光的波长和光栅的空间频率有着密切的关系，这符合光的衍射原理和光栅的工作原理。
实验讨论。
通过本次实验，我们深入地了解了光的衍射现象和光栅的工作原理。
光栅作为一种重要的光学元件，广泛应用于光谱分析、激光技术等领域。
通过对光栅的衍射现象进行观察和分析，可以得到入射光的波长和光栅的空间频率，这对于光学研究和实际应用具有重要意义。
结论。
衍射光栅实验是一项重要的光学实验，通过这个实验可以更深入地了解光的衍射现象和光栅的工作原理。
本次实验的结果表明，衍射条纹的位置和形状与入射光的波长和光栅的空间频率有着密切的关系。
通过对实验结果的分析和讨论，我们对光栅的衍射现象有了更深入的理解，这对于光学研究和实际应用具有重要意义。
总结。
衍射光栅实验是一项重要的光学实验，通过这个实验可以更深入地了解光的衍射现象和光栅的工作原理。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告一、实验目的1、了解衍射光栅的工作原理。
2、测量衍射光栅的光栅常数。
3、观察衍射条纹的特征，并研究其与光栅参数的关系。
二、实验原理衍射光栅是一种具有周期性结构的光学元件，它可以将入射的单色平行光分解成不同方向的衍射光。
当一束平行光垂直入射到光栅上时，在光栅的后面会出现一系列明暗相间的条纹，这些条纹称为衍射条纹。
根据光栅衍射方程：＄d\sin\theta ＝ k\lambda$（其中$d$为光栅常数，＄＼theta$为衍射角，＄k$为衍射级数，＄＼lambda$为入射光波长），通过测量衍射角$＼theta$和已知的入射光波长$＼lambda$，可以计算出光栅常数$d$。
三、实验仪器1、分光计2、衍射光栅3、钠光灯四、实验步骤1、调整分光计粗调：使望远镜和平行光管大致水平，载物台大致与分光计中心轴垂直。
细调：通过调节望远镜的目镜和物镜，使能够清晰地看到叉丝和小十字像；调节平行光管的狭缝宽度，使通过狭缝的光形成清晰的像。
2、放置衍射光栅将衍射光栅放置在载物台上，使光栅平面与分光计中心轴平行。
3、观察衍射条纹打开钠光灯，使平行光垂直入射到光栅上，在望远镜中观察衍射条纹。
调节望远镜的位置和角度，使能够清晰地看到中央明纹和各级衍射条纹。
4、测量衍射角选择左右两侧的某一级衍射条纹（如第一级），分别测量其对应的衍射角。
转动望远镜，使叉丝对准衍射条纹的中心，读取两个游标的读数。
然后将望远镜转向另一侧，对准同一级衍射条纹的中心，再次读取游标的读数。
两次读数之差即为衍射角的两倍。
5、重复测量对同一级衍射条纹进行多次测量，取平均值以减小误差。
6、更换光栅，重复实验五、实验数据及处理1、实验数据记录｜衍射级数｜左侧游标读数（°）｜右侧游标读数（°）｜衍射角（°）｜｜：：｜：：｜：：｜：：｜｜ 1 ｜285°10′ ｜105°20′ ｜39°55′ ｜｜ 1 ｜284°50′ ｜105°40′ ｜40°05′ ｜｜ 1 ｜285°00′ ｜105°30′ ｜40°00′ ｜2、数据处理计算衍射角的平均值：＄＼theta ＝＼frac{39°55′ ＋40°05′ ＋40°00′｝｛3} ＝40°00′＄将衍射角转换为弧度：＄＼theta ＝ 40°＼times ＼frac{＼pi}｛180} ＼approx 0698$（弧度）已知钠光灯的波长$＼lambda ＝ 5893$nm，根据光栅衍射方程$d\sin\theta ＝ k\lambda$，＄k ＝ 1$，可得光栅常数$d ＝＼frac{＼lambda}｛＼sin\theta} ＼approx 167\times10^｛－6}＄m六、误差分析1、分光计的调节误差：分光计没有调节到完全准确的状态，可能导致测量的衍射角存在偏差。
实验四分光计测光栅常数实验
实验四分光计测光栅常数实验光栅是在一块透明板上刻有大量平行刻痕的光学元件，在每条刻痕处，光会向各个方向散射，光只能从刻痕间狭缝中通过。
因此，可以把光栅看成一组数目很多、排列紧密、均匀而又平行的狭缝，这种根据多缝衍射原理制成的衍射光栅，能产生间距较宽的匀排光谱，从而将复色光分解成光谱，是一种重要的分光元件，可广泛应用于物质光谱分析、计量、光通讯信息处理等方面。
光栅产生的谱线亮度虽比棱镜光谱要小，但谱线间距较宽，因此，它的分辨本领比棱镜高。
一、实验目的：1、熟悉分光计的调整和使用。
2、观察光线通过光栅后的衍射现象。
3、掌握用光栅测量光波长及光栅常数的方法。
二、实验仪器TTY—01型分光计，待测波长的光源，光栅。
三、实验原理：光栅在结构上有平面光栅，阶梯光栅和凹面光栅等几种、同时又分为透射式和反射式两类。
本实验选用透射式平面刻痕光栅。
透射式平面刻痕光栅是在光学玻璃片上刻划大量互相平行，宽度和间距相等的刻痕制成的。
当光照射在光栅面上时，刻痕处由于散射不易透光，光线只能在刻痕间的狭缝中通过。
因此，光栅实际上是一排密集均匀而又平行的狭缝。
若以单色平行光垂直照射在光栅面上，则透过各狭缝的光线因衍射将向各个方向传播，经透镜会聚后相互干涉，并在透镜焦平面上形成一系列被相当宽的暗区隔开的间距不同的明条纹。
按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：或：λφk d k ±=sin （ 2.1.0=k ） （1） 式中：d=)(b a +称为光栅常数，λ为入射光波长，k 为明条纹（光谱线）级数，φk 为K 级明条纹的衍射角。
如果入射光不是单色光，则由式（1）可以看出，光的波长不同其衍射角φk 也各不相同，于是复色光将被分解。
而在中央k=0，φk=0处，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹，在中央明条纹两侧对称分布着k=1、2……级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。
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实验4 衍射光栅分光特性测量【目的要求】1、加深对光的干涉及衍射和光栅分光作用基本原理的理解；2、学习透射式衍射光栅的光栅常数和角色散率的测量；3、学会用透射式光栅测定光波的波长；4、进一步熟悉分光计的使用方法(不做)；【实验仪器】SGP-3型偏振光实验系统，包括一台氦氖激光器，旋转平台及附件；游标卡尺；分光仪；平面透射光栅；汞灯；钠灯。
说明：旋转平台的转盘周边有角度刻线，中央有0°—0°线和90°—90°线的正交叉十字线，在0°—0°线上靠近平台面边缘有一根垂直于平台面的立柱，其上附有用于固定的夹固件。
旋转平台还带有指针，可绕圆盘转动。
指针架上有两个插孔，可以根据实际情况安置观察屏或其它元器件【实验原理】光栅相当于一组数目众多的等宽、等距和平行排列的狭缝，被广泛地用在单色仪、摄谱仪等光学仪器中。
有应用透射光工作的透射光栅和应用反射光工作的反射光栅两种，本实验用的是平面透射式光栅。
如图8-1所示，设S 为位于透镜L 1第一焦平面上的细长狭缝，G 为光栅，光栅的缝宽为d ，相邻狭缝间不透明部分的宽度b ，自L 1射出的平行光垂直地照射在光栅G 上。
透镜L 2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于其第二焦平面上的P θ点。
由夫琅和费衍射理论知，产生衍射亮条纹的条件d sin θ=m λ (k ＝±1，±2，…，±n ) (8-1)该式称为光栅方程，式中θ角是衍射角，λ是光波波长，m 是光谱级数，d =a +b 是光栅常数，因为衍射亮条纹实际上是光源狭缝的衍射像，是一条锐细的亮线，所以又称为光谱线。
当m =0时，任何波长的光均满足(8-1)式，亦即在θ=0的方向上，各种波长的光谱线重叠在一起，形成明亮的零级光谱，对于m 的其它数值，不同波长的光谱线出现在不同的方向上(θ的值不同)，而与m 的正负两组相对应的两组光谱，则对称地分布在零级光谱的两侧。
若光栅常数d 已知，在实验中测定了某谱线的衍射角θ和对应的光谱级m ，则可由(8-1)式求出该谱线的波长λ；反之，如果波长λ是已知的，则可求出光栅常数d 。
光栅方程对λ微分，就可得到光栅的角色散：cos d m D d d θλθ== (8-2) 角色散是光栅、棱镜等分光元件的重要参数，它表示单位波长间隔内两单色谱线之间的角间距，当光栅常数d 愈小时，角色散愈大；光谱的级次愈高，角色散也愈大。
且当光栅衍射时，如果衍射角不大，则cos θ接近不变，光谱的角色散几乎与波长无关，即光谱随波长的分布比较均匀，这和棱镜的不均匀色散有明显的不同。
当常数d 已知时，若测得某谱线的衍射角θ和光谱级m ，可根据(8-2)式计算这个波长的角色散率。
分辨本领是光栅的又一重要参数，它表征光栅分辨光谱细节的能力。
光栅的色分辨本领是指分辨两条波长差很小的谱线的能力。
光栅的色分辨本领可以由瑞利条件算出，即波长λ谱线的强度极大值和波长为λ+Δλ的谱线强度极大值近旁的强度极小值重合，这时的Δλ就是光栅所能分辨的最小波长差。
公式表示为：λλ==∆A mN (8-3)上式表明，光栅的分辨本领正比于光谱级次m 和光栅线数N ，与光栅常数。
【实验内容、步骤及数据处理】首先，利用游标卡尺仔细测量透射式衍射光栅器件上光栅有效区的宽度W (简称光栅宽度W )。
透射式衍射光栅的衍射现象的观察及相关参量的测量可以在SGP-3型偏振光实验系统上进行，也可以利用分光计进行，而前者相对简单。
1、利用SGP-3型偏振光实验系统进行(1)、调整SGP-3型偏振光实验系统上的氦氖激光器，使其发射的激光束既平行于SGP-3型偏振光实验系统的台面，也平行于台面上两条导轨的中线；(2)、取一片偏振片P 架在SGP-3型偏振光实验系统的导轨上，靠近激光器的出光窗，垂直于台面安置，使激光器发射的激光垂直于偏振片入射(这一步可省略，即不安装偏振片)；(3)、将旋转平台安置在SGP-3型偏振光实验系统的导轨上(已经安装好了，故不用做)；(4)、将带有正交叉十字线的观察屏安置在旋转平台指针架上的最外侧的那个插孔里，固定(部分已经安装好了，故不用做)。
调整旋转平台和指针，使90°—90°线、指针尖、观察屏上的铅垂线四点在一条线(显然，这条线是抽象的，称这条线为S 线)上，并且让激光线通过这条线；(5)、利用旋转平台上0°—0°线的立柱及其所附带的夹固件，将一块平面透射光栅固定到旋转平台上（直接放置在上面即可，防止打落），使其表面平行于0°—0°线，即激光线(及S 线)垂直于平面透射光栅表面入射，或者说，S 线即为光栅平面地法线；(6)、在观察屏上观察衍射现象，观察屏上的铅垂线上的光斑最强，两侧对称分布着强度从铅垂线开始向外逐渐降低的衍射光斑。
观察屏上的铅垂线上的光斑即为零级衍射亮斑，两侧依次是±1、±2、±3、±4、……级衍射亮斑。
如果观察屏面积不大，可以拿来一张A4的白纸贴在观察屏上，将看到衍射斑纹的全貌，如果关掉实验室的照明灯，较暗甚至最暗的衍射斑纹也能观察到；(7)、测定衍射角固定旋转平台的转盘不动！！转动旋转平台的指针，从光栅的法线(零级衍射亮斑)起沿一方向转动指针，使观察屏的铅垂线依次与第1、2、3、……级衍射光斑中心重合，并记录相对应的指针针尖的读数。
再反向转动指针，越过法线，记录另一侧各级衍射斑对应的指针针尖的读数。
对应的两次指针读数之差，即为该衍射斑衍射角θ的2倍。
重复测量三次，求出2θ及其平均值；注：分别测量1,2,3级的衍射角，每一级按前述方法测三次取平均，有时间的也可以测量更多级。
(8)、光栅常数和角色散的计算将步骤(7)中所测各级衍射斑的衍射角θ代入(8-1)式，并取对应级次|m |=1，2，3，4，5，……，求出光栅常数d 。
利用(8-2)式计算出光栅相应于各级衍射的角色散。
再求出光栅的线数N ，利用(8-3)式计算出光栅相应于各级衍射的分辨本领。
2、利用分光计进行(不做)(1)、分光计的调节1)、望远镜调焦至无穷远；2)、望远镜光轴与分光计主轴垂直；3)、载物台面与分光计主轴垂直；4)、平行光管出射平行光，其光轴与望远镜光轴平行。
图8-2(2)、光栅位置的调节。
1)、把光栅按图8-2所示置于载物台上，旋转载物台，并调节平台倾斜螺丝，使望远镜筒中从光栅面反射回来的绿色亮十字像与分划板上方的十字叉丝重合且无视差。
再将载物台连同光栅转过180度，重复以上步骤，如此反复数次，使绿色亮十字像始终和分划板上方十字叉丝重合。
2)、点燃汞灯，将平行光管的竖直狭缝均匀照亮，调节平行光管的狭缝宽度，使望远镜中分化板上的中央竖直准线对准狭缝象。
转动望远镜筒，在光栅法线两侧观察各级衍射光谱，调节平台的三个支撑螺螺钉a1、a2和a3，使各级光谱线等高。
这时，光栅的刻纹即平行于仪器的主轴。
固定载物平台，在整个测量过程中载物平台及其上面的光栅位置不可再变动。
3)、光栅位置的调节及光谱观察左右转动望远镜仔细观察谱线的分布规律。
在谱线中，中央为白亮线(k＝０的狭缝像)，其两旁各有两级紫、蓝、绿、黄的谱线。
(3)、测定衍射角及计算1)、从光栅的法线(零级光谱亮条纹)起沿一方向转动望远镜筒，使望远镜中叉丝依次与第一级衍射光谱中的各级谱线重合，并记录与每一谱线对应的A、B两窗角坐标。
再反向转动望远镜，越过法线，记录另一各级谱线对应的A、B两窗角坐标。
对应同一谱线的两次角坐标之差，即为该谱线衍射角θ的2倍，重复测量三次，求出2θ及其平均值；2)、以汞灯绿谱线的波长(λ=546.1nm)为已知，将步骤1)中所测绿谱线的衍射角θ代入(8-1)式，并取k=1，求出光栅常数d，然后由其它谱线衍射角θ和求得的光栅常数d算出相应的波长。
3)、将汞灯各谱线的衍射角θ代入(8-2)式中，计算出光栅相应于各谱线的第一级角色散率。
4)、将汞灯换为钠灯测出钠灯的光波波长。
【思考题】1、本实验对分光仪的调整有何特殊要求？如何调节才能满足测量要求？2、分析光栅和棱镜分光的主要区别。
3、如果光波波长都是未知的，能否用光栅测其波长？附录：分光计的调节1、分光计的结构分光计主要由平行光管、望远镜、载物台和读数装置四部分组成，其结构如图8-3所示。
平行光管用来发射平行光，望远镜用来接收平行光，载物台用来放置三棱镜、平面镜、光栅等物体，读数装置用来测量角度。
图8-3 分光计结构图分光计上有许多调节螺丝，它们的代号、名称和功能见下表。
代号名称功能1 平行光管光轴水平调节螺丝调节平行光管光轴的水平方位(水平面上方位调节)2 平行光管光轴高低调节螺丝调节平行光管光轴的倾斜度(铅直面上方位调节)3 狭缝宽度调节手轮调节狭缝宽度(0.02~2.00mm)4 狭缝装置固定螺丝松开时，调平行光；调好后锁紧，以固定狭缝装置5 载物台调平螺丝(3只) 台面水平调节(本实验中，用来调平面镜和三棱镜折射面平行于中心轴。
)6 载物台固定螺丝松开时，载物台可单独转动、升降，锁紧后，使载物台与游标盘固联7 叉丝套筒固定螺丝松开时，叉丝套筒可自由伸缩、转动(物镜调焦)；调好后锁紧，以固定叉丝套筒8 目镜调焦轮目镜调焦用(调节8，可使视场中叉丝清晰)9 望远镜光轴高低调节螺丝调节望远镜光轴的倾斜度(铅直面上方位调节)10 望远镜光轴水平调节螺丝(在图后侧)调节望远镜光轴的水平方位(水平面上方位调节)11 望远镜微调螺丝(在图后侧) 在锁紧13后，调11可使望远镜绕中心轴微动12 刻度盘与望远镜固联螺丝松开l2，两者可相对转动；锁紧12，两者固联，才能一起转动13 望远镜止动螺丝(在图后侧) 松开13，可用手大幅度转动望远镜；锁紧13，微调螺丝11才起作用14 游标盘微调螺丝锁紧l5后，调l4可使游标盘作小幅度转动15 游标盘止动螺丝松开15，游标盘能单独作大幅度转动；锁紧15，微调螺丝14才起作用分光计的读数装置由刻度盘和游标盘两部分组成。
刻度盘分为360°，最小分度为半度(30´)，半度以下的角度可借助游标准确读出。
游标等分为30格，游标的这30小格正好跟刻度盘上的29小格对齐，因此知道游标上1小格为29´，游标上1小格与刻度盘上1小格两者之差为1´，即分光计最小分度为1´。
由此可知游标上n小格与刻度盘上n小格相差n´。
角游标的读法与直游标(如游标卡尺)相似，以游标零线为基准，先读出大数(大于30´的部分)，再利用游标读出小数(小于30´的部分)，大数跟小数之和即为测量结果。
现举二例见图8-4。
149°+22ˊ→149°22ˊ149°30ˊ+14ˊ→149°44ˊ图8-4 角游标的读数示例在生产分光计时，难以做到使望远镜、刻度盘的旋转轴线与分光计中心轴完全重合。