光栅特性研究
布拉格与长周期光纤光栅及其传感特性研究
布拉格与长周期光纤光栅及其传感特性研究随着科技的发展，光纤传感技术在各个领域中得到了广泛应用。
光纤光栅作为一种重要的光纤传感元件，具有较好的实时性、远距离传输能力和高灵敏度等优点，在医学、工程、环境监测等领域中具有广泛的应用前景。
本文将对布拉格光纤光栅和长周期光纤光栅及其传感特性进行研究探讨。
首先，我们来了解布拉格光纤光栅。
布拉格光纤光栅由一种周期性的折射率变化构成，可以将输入的连续光信号分成几个离散的波长成分。
通过调控光纤光栅的参数，如折射率调制和周期调制，可以实现对光信号的各种参数的测量。
布拉格光纤光栅传感器的工作原理是利用光纤光栅对周围环境参数的敏感性，通过监测光纤中散射光的强度变化来获得环境参数的相关信息。
布拉格光纤光栅的传感特性主要包括灵敏度、选择性和可靠性。
灵敏度是指传感器对测量目标的响应能力，通过优化光纤光栅结构可以提高传感器的灵敏度。
选择性是指传感器对目标参数的独立测量能力，通过优化光纤光栅的周期和谐振峰可以实现对不同目标参数的选择性测量。
可靠性是指传感器的稳定性和重复性，通过合理选择光纤材料和加工工艺可以提高传感器的可靠性。
接下来，我们来了解长周期光纤光栅。
长周期光纤光栅是一种周期大于波长的光纤光栅，其中周期通常为微米或毫米量级。
长周期光纤光栅的传感特性与布拉格光纤光栅有所不同。
长周期光纤光栅主要应用于抑制或增强特定频率的光信号，具有压力、温度和湿度等参数的敏感性。
长周期光纤光栅的传感特性主要包括增强系数、复合增强系数和等效折射率。
通过调节长周期光纤光栅的参数，如周期、长度和材料等，可以实现对光信号的不同频率成分的调制和增强或抑制。
最后，我们来探讨布拉格光纤光栅和长周期光纤光栅在传感领域的应用。
布拉格光纤光栅主要应用于光纤传感器、光纤通信和光纤激光等领域。
在光纤传感器领域，布拉格光纤光栅可以实现对温度、压力、应变、湿度等参数的实时测量。
在光纤通信领域，布拉格光纤光栅可以实现光纤传感器的远距离传输和分布式传感。
光栅的制作及其衍射特性研究
光栅的制作及其衍射特性的研究实验原理1.光的干涉原理当两束相干的平面波以一定的角度相遇时，在他们相遇的区域内便会产生干涉，其干涉图样在某一平面内是一系列平行等距的干涉条纹，其强度分布则是按余弦规律而变化，即干涉图样的强度分布是121212I =I I 2cos()A A ϕϕ++-（1）式中的211I A =、222I A =，1A 、2A 是两列平面波的振幅，1ϕ、2ϕ是对应的空间相位函数。
当两束相干光的相位差为π2的整数倍时，即 122n ϕϕπ-=012n =±±、、……（1）式便描述了两束相干光干涉所形成的峰值强度面的轨迹，如图1所示。
若能用记录介质将此干涉图样记录下来并经过适当处理，则就获得了一块全息光栅。
1. 全息光栅基本参数的控制(1) 全息光栅空间频率（周期）的控制如图2所示，波长为λ的Ⅰ、Ⅱ两束相干光与P 平面法线的夹角分别为1θ和2θ， 它们之间的夹角为22θθθ+=。
这两束相干的平行光相干叠加时所产生的干涉图样是平行等距的、明暗相间的直条纹，条纹的间距d 可由下式决定：)(21cos )(21sin 21sin sin 212121θθθθθθλ-+=-=d （2）当两束对称入射,即12=/2θθθ=时2sin2θλ=d （3）当θ很小时有/d λθ=（4）若所制光栅的空间频率较低时，两光束的之间的夹角不大，就可以根据（4）式估算光栅的空间频率。
具体做办法是：把透镜L 放在Ⅰ、Ⅱ两光束的重合区，则两光束在透镜后焦面上会聚成两个亮点，若两个亮点之间的距离为X ，透镜的焦距为f ，则有0/X f θ=（5）将（5）带入（4）式得到图1两束平行相遇所形成的干涉/d f X λ=（6）即光栅的空间频率为01//v d X f λ==如图2所示，将白屏P 放在透镜L 的后焦面上，根据亮点的距离0X 估算光栅的空间频率v0X f vλ=（7）(2) 全息光栅的槽形控制由于全息光栅是通过记录相干光场的干涉图形而制成的，因此，其光栅的周期结构与两个因素有关：干涉图样的本身周期结构；记录干涉图样的条件。
光栅实验报告
光栅实验报告光栅实验是一种基本的物理实验，通过光栅的衍射现象探究光的性质和特征。
在实验中，我们使用了一条干净的光源，将光线照射到光栅上，探究光的折射、绕射和干涉等现象。
在实验过程中，我们还需要利用光学仪器测量和分析光的波长、能量等参数，以便更好地了解光的本质和光学原理。
实验仪器和条件在本次实验中，我们使用了一台JY-5600型光栅衍射仪、一条600线/mm的反射光栅和一个光源（高压汞灯），以及一些辅助仪器和工具。
实验条件包括光源的亮度、光栅的朝向和角度、光线的入射角度等。
我们需要根据实验要求进行调整和设置，以保证实验的准确性和可靠性。
实验步骤和结果在实验中，我们首先需要进行光源的调整和衍射图案的观察。
通过在光栅前放置一个白色纸片，我们可以清楚地看到光栅衍射出来的彩虹色条纹，并用笔标记出它们的位置和形状。
接下来，我们可以使用衍射仪上的尺子测量出光栅与光线的夹角，以及各条谱线的位置和角度。
通过这些数据，我们可以计算出光的波长和能量等参数，进一步分析光的特征和性质。
在实验中，我们还需要注意到光的偏振和颜色等方面的变化。
在不同的角度和位置下，我们可以观察到光线的颜色和强度有所不同，说明光的折射和绕射效应随着入射角度的变化而变化。
同样地，我们也可以通过改变光的偏振角度来研究偏振光的传播方式和特征。
这些分析可以帮助我们更好地理解光的本质和光学原理。
实验误差和改进在实际实验中，我们也会遇到一些误差和问题。
例如，光源的稳定性和光栅的质量会影响衍射效果和测量结果。
此外，光线的入射角度和路径也会受到环境和仪器条件的影响，需要进行精细的调整和测量。
为了减小这些误差，我们可以采取一些改进措施，例如使用更好的光源和光栅材料、优化仪器设计和测量方法等等。
我们还可以多次重复实验，取平均值和做数据处理，提高实验结果的可靠性。
总结光栅实验是一门精密而有趣的物理实验，它深化了我们对光学基本原理和光的特征的认识，提高了我们的实验能力和科学素养。
物理实验六光栅的特性分析和应用
实验六 光栅的特性分析和应用光栅是根据多缝衍射原理制成的一种重要的分光元件，入射光在光栅上发生衍射，不同波长的光被分开，同时它还具有较大的色散率和较高的分辨本领。
利用光栅分光制成的单色仪和光谱仪在研究谱线结构、谱线的波长和强度进而研究物质的结构、做定量分析等方面有着广泛的应用。
同样，它还广泛应用于计量、光通信、信息处理等问题之中。
【实验目的】1．熟悉分光计的使用方法。
2．观察光线通过光栅后的衍射现象及特点。
3．用透射光栅测定光栅常量、光谱线的波长。
4．学会测定光栅的另外两个特征参数；色散率、分辨本领。
【实验仪器】分光计、汞灯及光栅等。
【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。
透射光栅是在光学玻璃片上刻划大量相互平行、宽度和间距相等的刻痕而制成的。
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，因此光栅的衍射条纹是光的衍射和干涉的综合效果。
按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：λϕK b a k ±=+sin )(或⋯⋯=±=2,1,0,sin K K d k λϕ （1）此式称为光栅方程，式中，d=a+b 称为光栅常数，λ为入射光波长，K 为明条纹（光谱线）级数，k ϕ是K 级明条纹的衍射角（参看图 1 ）。
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k ϕ也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央K=0、k ϕ=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地分布着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（见图1）。
视觉光栅光栅实验报告
视觉光栅光栅实验报告了解光栅的工作原理，通过实验研究光栅的特性，验证理论课程中的知识，并掌握光栅的使用和调整技巧。
实验原理：光栅是一种用来分析和处理光信号的仪器。
它由许多等间距、等宽度的透明条纹或不透明条纹组成。
当平行入射的平面波通过光栅时，光栅将波分割成一系列夫琅禾费衍射波，这些波的方向和强度由光栅的几何结构决定。
光栅的主要参数有栅常D和栅间隔d，其中栅常D是指相邻两个栅元之间的距离，栅间隔d为相邻两个透射或不透射区的距离。
光栅的夫琅禾费衍射公式为n λ= d\sinθ，其中λ为入射光波长，θ为衍射角。
实验装置与步骤：实验装置主要由光源、准直透镜、可调光栅、屏幕、标尺和测角器组成。
1. 将准直透镜放在光源的后面，调节透镜使光线保持准直。
2. 将可调光栅放在透镜后方，调节光栅的位置，使光线垂直射到光栅上。
3. 在光栅后方放置屏幕，调整屏幕位置，使得夫琅禾费衍射的条纹清晰可见。
4. 使用标尺测量光栅与屏幕的距离，并使用测角器测量夫琅禾费衍射的衍射角。
实验结果与分析：在实验中，我们使用了可调光栅进行光栅实验。
通过调节光栅的位置和屏幕的位置，我们观察到了夫琅禾费衍射的条纹，并进行了测量。
根据实验结果，我们可以推导出光栅的栅常D和栅间隔d。
栅常D可以通过测量夫琅禾费衍射的条纹间距和入射光波长进行计算。
栅间隔d可以通过测量衍射角和入射光波长进行计算。
实验中还可以观察到光栅的色散效应。
当入射光的波长变化时，夫琅禾费衍射的条纹会发生移动，条纹的位置与入射光的波长成正比关系。
这一现象被称为光栅的色散效应。
通过实验，我们验证了理论课程中的光栅原理。
光栅能够将光波分割成一系列夫琅禾费衍射波，条纹的位置和强度由光栅的几何结构决定。
同时，实验中还加深了我们对光栅调整与应用的理解。
结论：光栅实验是一种用来研究光栅特性的实验。
通过实验，我们观察到了夫琅禾费衍射的条纹，并测量了光栅的栅常和栅间隔。
实验结果验证了光栅原理的正确性，并加深了我们对光栅的理解。
光栅实验报告
光栅实验报告光栅实验报告引言：光栅实验是光学实验中的一种常见实验，通过光栅的作用，可以观察到光的干涉现象，进一步了解光的性质和波动特性。
本次实验旨在通过光栅实验，验证光的干涉现象，并探究光栅常数和波长之间的关系。
一、实验原理光栅是由许多等间距的狭缝组成的光学元件，当光通过光栅时，会发生干涉现象。
光栅实验的原理是利用光的波动性，当光通过光栅时，不同狭缝的光程差会导致光的干涉现象。
二、实验器材和方法实验器材：1. 光源：使用一束单色光源，如激光光源或钠光源。
2. 光栅：选择合适的光栅，常用的有平行光栅和反射光栅。
3. 光屏：用于接收和观察干涉条纹的光屏。
4. 尺子：用于测量光栅的常数。
实验方法：1. 将光源放置在适当的位置，使光线垂直射向光栅。
2. 调整光栅和光屏的位置，使光线通过光栅后能够在光屏上形成清晰的干涉条纹。
3. 使用尺子测量光栅的常数。
4. 改变光源的颜色或者改变光栅的角度，观察干涉条纹的变化。
三、实验结果和分析在实验中，我们使用了一束激光光源和一个平行光栅进行实验。
通过调整光栅和光屏的位置，我们成功地观察到了清晰的干涉条纹。
随着光栅的旋转，干涉条纹的形状也发生了变化，这表明光栅的角度对干涉现象有一定的影响。
在测量光栅的常数时，我们使用尺子测量了光栅上相邻两个狭缝的间距，并计算出了光栅的常数。
通过多次测量和取平均值，我们得到了较为准确的光栅常数。
根据实验结果，我们可以进一步探究光栅常数和光的波长之间的关系。
根据干涉现象的理论，当光通过光栅时，会发生衍射和干涉现象，而干涉条纹的间距与光栅常数和波长之间存在着一定的关系。
通过进一步的分析和计算，我们可以得到光栅常数和波长之间的具体关系式。
四、实验总结通过本次光栅实验，我们深入了解了光的干涉现象和光栅的作用。
通过观察干涉条纹的变化和测量光栅的常数，我们验证了光栅实验中的干涉现象，并探究了光栅常数和波长之间的关系。
光栅实验不仅帮助我们更好地理解了光的波动性和干涉现象，还为我们进一步研究光学提供了基础和方法。
应力长周期光纤光栅特性研究的开题报告
应力长周期光纤光栅特性研究的开题报告摘要：光纤光栅作为一种特殊的光纤传感器，具有在光纤线路中精确分布的透过率或反射率谱。
由于其具有高灵敏度、低损耗、不易干扰等优点，在生产、公共安全、环境监测等领域得到了广泛的应用。
然而，当前光纤光栅的研究仍然存在许多困难和挑战。
传统的光纤光栅对温度、应变等参数的响应是快速的，但是对于对这些参数的长周期变化的应答很难特别敏感。
因此，本开题报告提出一种基于光纤光栅的新型应力长周期光纤光栅传感器，能够对长周期应力变化非常敏感。
这种应力长周期光纤光栅将能够应用于桥梁、建筑、隧道等长期结构安全监测中。
本研究旨在研究应力长周期光纤光栅的特性，建立其应力变化与反射率谱之间的关系，并探究其在结构安全监测中的应用。
关键词：光纤光栅，应力传感器，反射率谱，长周期一、研究背景在目前的科技发展中，建筑、桥梁、隧道等基础设施结构安全监测备受关注。
这些工程结构的安全性直接关系到人民的生命财产安全。
然而，这些基础设施的结构安全的长期监测和数据采集成为当前工程建设和维护的难点之一。
这时，光纤光栅这种特殊的光纤传感器发挥了重要作用。
光纤光栅利用光纤耦合原理在光纤线路中分布精确的透过率或反射率谱进行传感，具有高精度、高灵敏度、低损耗、不易干扰等特点，可以实时监测结构物的变形、应变、温度等物理参数变化。
然而，目前光纤光栅的研究仍然存在一些问题。
现有的光纤光栅对温度、应变等参数的响应是快速的，但是对于对这些参数的长周期变化的应答很难特别敏感。
在结构安全监测中，由于需要对结构物的长期变化进行监测，因此需要一种能够对应力长周期变化非常敏感的光纤光栅。
因此，本研究提出了一种基于光纤光栅的新型应力长周期光纤光栅传感器。
二、研究目的本研究旨在研究应力长周期光纤光栅的特性，建立其应力变化与反射率谱之间的关系，并探究其在结构安全监测中的应用。
具体研究目标如下：1.建立应力长周期光纤光栅传感器的数学模型，分析其工作原理和特性。
实验报告-光栅特性的研究
实验报告姓名：班级：学号：实验成绩：同组姓名：实验日期：2008-9-16 指导老师：助教28 批阅日期：光栅特性的研究【实验目的】1．进一步熟悉光学测角仪的调整和使用2. 测量光栅的特性参数。
3. 掌握RC、RL串联电路的幅频特性和相频特性的测量方法。
4. 从测定钠灯和汞灯光谱在可见光范围内几条谱线的波长过程中，观测和研究光栅的衍射现象。
【实验原理】1. 光栅衍射有大量等宽间隔的平行狭缝构成的光学元件成为光栅．设光栅的总缝数为N，缝宽为a，缝间不透光部分为b，则缝距d = a + b，称为光栅常数．按夫琅和费光栅衍射理论，当一束平行光垂直入射到光栅平面上时，通过不同的缝，光要发生干涉，但同时，每条缝又都要发生衍射，且N条缝的N套衍射条纹通过透镜后将完全重合．如图1所示，当衍射角θ满足光栅方程dsinθ = kλ（k = 0、±1、± 2、…）时，任两缝所发出的两束光都干涉相长，形成细而亮的主极大明条纹．2．光栅光谱单色光经过光栅衍射后形成各级主极大的细亮线称为这种单色光的光栅衍射谱．如果用复色光照射，由光栅方程可知不同波长的同一级谱线（零级除外）的角位置是不同的，并按波长由短到长的次序自中央向外侧依次分开排列，每一干涉级次都有这样的一组谱线．在较高级次时，各级谱线可能相互重叠．光栅衍射产生的这种按波长排列的谱线称为光栅光谱．评定光栅好坏的标志是角色散率和光栅的分辨本领．若入射光束不是垂直入射至光栅平面（图2），则光栅的衍射光谱的分布规律将有所变化．理论指出：当入射角为i时，光栅方程变为【实验数据记录、实验结果计算】1、白色条纹角度：25720’7721’2、绿光绿光的测量数据编号-1 +1 -2 +21266’247’27625’’1’-9’195’-19’286’’26’’29’-’’-19’9’-’’-19’3.33 3.32 3.34 3.33 2、蓝光蓝光的测量数据编号-1 +1 -2 +21264’249’27228’’1’-7’158’-15’284’’27’’27’-’’-15’7’-’’-15’434.7 434.7 434.2 433.33、紫光编号-1 +1 -2 +231264’25027119’’1’-7’13’-14’284’’20’’26’-’’-14’6’-’’-14’401.0 406.8 402.3 403.3 4、黄光1黄光1的测量数据编号-1 +1 -2 +21267’24725’277’’1’-9’’-20’287’’’’29’-9’’-20’9’-’’-20’573.5 574.4 574.0 574.0 4、黄光2黄光2的测量数据编号-1 +1 -2 +21267’247’277’’1’-10’-20’287’’’’29’-10’’-20’10’-’’-20’578.2 579.2 576.2 576.7 4、Na黄光1Na黄光1的测量数据编号-3 +31289’225’1’-31’2’’231’-’31’-31’585.7 585.755、Na黄光2Na黄光2的测量数据编号-3 +31289’225’1’-31’2’’231’-’31’-31’586.6 586.8【对实验结果中的现象或问题进行分析、讨论】1、本次实验的主要内容有两部分，一是光学测角仪的调整，另一个部分是对光栅的测量，由于上个学期我曾经做过光学测角仪调整的实验，所以我很快就完成了仪器的调整，与上个学期三棱镜的观测结果比较，光栅的光谱更为清晰，且容易辨认，三棱镜的光谱比较难找，很容易观测到彩虹。
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望远镜支架 望远镜水平调节螺钉
调节 载物盘水平调节螺钉
①
④ 松开望远镜锁紧螺钉
载物盘水平、望远镜俯仰调节的特例
平面镜两侧面的反射像同时位于
d
d
或
时，只需调节载物盘的 水平调节螺钉
平面镜两侧面的反射像分别位于
d d
和
时，只需调节望远镜的 俯仰调节螺钉
2) 用自准直法将望远镜调焦到无穷远
⑵
⑶
⑴
反射像 叉丝像 透光窗 伸缩目镜筒
表1：透射光栅常数的测量
绿 546.1 nm
衍射-1级 次数 1 2 3 4 左端读数 衍射+1级
1
右端读数 2
左端读数 1
右端读数
2
5
6 平均
实验数据（汞灯光谱分析）
1数据记录
自拟数据记录表格。
测出汞灯各谱线的k =±1、 ±2的衍射角，计 算各谱线波长及百分误差。
表2：汞灯光谱的研究
a
b
d
f
k----------第级衍射角
----
如果已知光栅常数d，用分光计测出k级谱线
对应的衍射角k，则可求出该谱线对应的入射光
波长;若已知入射光的波长,则反过来可求光栅
常数d 。
仪器及调整
分光计一台 光源(汞灯)一个
平面反射镜一块
衍射光栅一块.
分光计介绍
分光计（又名分光测角仪）是用来精确 测量角度的仪器。分光计是光学实验的基本仪 器之一，通过角度的测量可以计算媒质折射率、 光波波长等相关的物理量，检验棱镜的棱角是
实验目的
1 ．熟悉分光计的调整和应用； 2．了解光栅分光的特点;
3．学会用光栅测定光栅常数的方法。
实验原理
一、光栅
衍射光栅 (透射光栅) 光栅------是一排密集、均匀而又平行的狭缝。 机制光栅：在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划 痕,刻过的地方不透光，未刻地方透光。 全息光栅：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在干 板上曝光，经显影定影制成全息光栅。
分划板视场
旋转目镜调节鼓轮
观察不到反射像的原因
目镜中观察到的叉丝和透光窗中黑色十字的 像模糊。（转动目镜调节鼓轮） 望远镜没有聚焦于无穷远。（松开目镜筒锁 紧螺钉，前后移动目镜筒 ） 平面反射镜的镜面与望远镜的光轴不垂直。
俯视 侧视
转动载物台或望远镜 调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉
4 测量中应正确使用望远镜转，由于望远镜可能位于任何方
预习题
1. 用 d sin k 测d应保证什 么条件？实验时这些条件是怎样保证的？ 2. 按图5的放法放置光栅有什么好处？
图5
光栅放置在载物平台上
思考题
1. 如果光栅平面和转轴平行，但刻缝和转轴不平 行，那么整个光谱有什么异常？对测量结果有无影 响？ 2. 三棱镜的分辨本领R =b，b是三棱镜底边边长， 一般三棱镜为1000/cm，问边长多长的三棱镜才能 和本实验用的光栅具有相同的分辨本领？ 3. 仍用本实验的分光计，但换一个刻痕数更多的 光栅（光栅常数相同），能否提高分辨本领，从而 分辨开精细的谱线？
②
③
转动狭缝 转动狭缝 调节平行光管俯仰调节螺钉 锁住狭缝锁紧螺 钉
二、调节光栅
V1
平行光垂直照射光栅表面：
调节V1、V3使光栅反射回来
的叉丝像和叉丝重合 光栅刻痕与仪器转轴、狭
V2 V3
缝平行：转动望远镜观察零 级谱线两侧的一级或二级谱
线，调节V2并稍微旋转狭缝，
使两侧谱线均与叉丝的中心 横线垂直，并上下对称
望远镜聚焦到无穷远，望远镜的光轴对准仪 器的中心转轴并与中心转轴垂直。 平行光管出射平行光，且光轴与望远镜的光 轴共轴。 待测光学元件的表面与中心转轴平行。
1) 目视粗调 ⑤ 调节望远镜俯仰调节螺钉
平行光管俯仰调节螺钉
②
平行光管水平调节螺钉
松开 游标盘锁紧螺钉 ③ 锁紧 载物台升降锁紧螺钉 移动底座
衍射-1级 光谱 紫 蓝 绿 黄1 黄2 左端读 1 数 衍射+1级 衍射-2级 左端读 数 3 右端读 数 4 衍射+2级 左端读 数 3 右端读 数 4
右端读 左端读 右端读 1 数 2 数 2 数
注意事项
1 分光计是较精密的光学仪器，要加倍爱护，不应
在制动螺丝锁紧时强行转动望远镜，也不要随意 拧动狭缝。 2 光栅是精密光学器件，严禁用手触摸刻痕，注意 轻拿轻放，以免弄脏或损坏。 3 在测量数据前务须检查分光计的几个制动螺丝是 否锁紧，若未锁紧，取得的数据会不可靠。
读数方法
游标窗口
游标盘 主刻度盘
233º 13΄
刻度盘分为360º,最小刻度为半度(30′）， 小于半度则利用游标读数。游标上刻有30小格， 与刻度盘上29个小分格等长，故刻度盘上1小格 与游标上1小格之差为1′，因此该游标的分度 值为1′。
实验数据
1.数据记录 自拟数据记录表格。 测出以汞灯为光源， k =±1某一色光的衍射 角，代入式（1）求d,要求测6次。 2.数据处理 自拟数据处理表格。 求解d ，并用不确定度表示测量结果。
3) 调节望远镜光轴与中心转轴垂直
①放置平面镜
②拨动
游标盘
③调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉
载物盘水平、望远镜俯仰的各半调节
d
调节载物盘水平调节螺钉 d/2 调节望远镜俯仰调节螺钉
4) 调节平行光管
平行光管由狭缝和准直透镜组成。
狭缝
锁紧螺钉
俯仰调节螺钉
①
松开狭缝锁紧螺钉 前后移动狭缝
实验简介
实验目的 实验原理 实验内容
仪器及调整
实验数据 预习题 思考题
实验简介
衍射光栅是利用光的衍射原理使光波发生色散的光学 元件。以衍射光栅为色散元件组成摄谱仪或单色仪是物质光谱分 析的基本仪器之一，在研究谱线结构，特征谱线的波长和强度； 特别是在研究物质结构和对元素作定性与定量的分析中有极其广 泛的应用。 分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。光学中 的许多基本量如波长，折射率等都可以直接或间接地表现为光线 的偏转角，因而利用它可测量波长，折射率等，此外还能精确的 测量光学平面间的夹角。许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱 仪、分光光度仪、单色仪等）的基本结构也是以它为基础的，所 以分光计是光学实验中的基本仪器之一。 使用分光计时必须经过一系列精细的调整。分光计的调整方 法对一般光学仪器的调整也有一定的通用性，因此学习分光计的 调整方法也是使用光学仪器的一种基本训练。
否合格、玻璃砖的两个表面是否平行等。
分 光 计
目镜 调焦
物镜 物镜调焦 调焦
物镜调焦 紧固螺钉
调焦 紧固螺钉
平行光管调焦
望远镜 倾斜调节
平行光管 倾斜调节
望远镜 水平微动
载物台调节
望远镜紧固
载物台游标 盘紧固
望远镜和度盘之间紧固
平 面 反 射 镜
低 压 汞 灯
衍射光栅
实验内容
1.分光计的调节 测量前应调节分光计，达到：
光栅常数:d
不透光缝宽度 b 透光缝宽度 a
a
b
d
f
d ab
二、光栅衍射
根据波动光学理论，当单色平行光垂直照射在光栅面上时，
将产生夫琅和费衍射现象，产生明条纹的条件为
dsink =kλ
k= 0, ± 1, ±
2,……
如果用会聚透镜将衍射 后的平行光会聚起来,透镜后焦 面上将出现一系列亮线----谱线 . 在=0的方向上可以观 察到零级谱线, 其他级数的谱线对称分 布在零级两侧 d-------光栅常数 ----入射光波长