(整理)衍射光栅实验
【2017年整理】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：),2,1,0(s i n ±±==k k d λθ （4.11—1）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
衍射光栅实验报告衍射光栅实验报告引言：光学是一门研究光的传播和相互作用的学科，而衍射光栅则是光学实验中常用的工具之一。
本次实验旨在通过对衍射光栅的实际操作和观察，深入了解光的衍射现象，并探究衍射光栅的原理和应用。
一、实验目的通过实验观察和测量，了解衍射光栅的基本原理和特点，掌握测量衍射光栅的光谱特性的方法。
二、实验仪器与材料1. 光源：激光器2. 衍射光栅：具有一定间距的平行刻痕的透明或不透明薄片3. 准直仪：用于准直光线4. 接收屏：用于接收光的衍射图样5. 光电探测器：用于测量光的强度三、实验步骤1. 将光源与准直仪对准，使光线尽可能平行。
2. 调整准直仪，使光线通过衍射光栅。
3. 将接收屏放置在合适的位置，接收衍射图样。
4. 使用光电探测器测量光的强度。
四、实验结果与分析在实验中，我们观察到了衍射光栅产生的光的衍射图样。
通过调整光源与准直仪的位置，我们可以改变光线的入射角度，从而改变衍射图样的形状和位置。
当光线垂直入射时，衍射图样呈现出均匀的等间距光斑，这是由于衍射光栅的平行刻痕使入射光经过衍射后形成了一系列亮暗交替的光斑。
通过测量光的强度，我们可以进一步研究衍射光栅的特性。
实验中，我们使用光电探测器测量了不同位置的光强度，并绘制了光强度与位置的关系曲线。
通过分析曲线，我们可以得到衍射光栅的衍射效率和衍射角度等参数。
这些参数对于进一步研究光的衍射现象和应用衍射光栅具有重要意义。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了衍射光栅的原理和特点。
衍射光栅作为一种常用的光学元件，广泛应用于光谱分析、光学测量和光学通信等领域。
实验结果表明，衍射光栅能够将入射光分散成一系列亮暗交替的光斑，通过测量光的强度可以进一步研究衍射光栅的性能。
六、实验总结本次实验通过对衍射光栅的实际操作和观察，加深了我们对光的衍射现象的理解。
同时，实验还展示了光学实验中常用的测量方法和仪器。
通过实验，我们不仅掌握了实验操作技巧，还学到了光学实验的基本原理和方法。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告衍射光栅实验报告实验目的：1.熟悉光栅的基本结构，掌握计算衍射光栅的分光角度和衍射光谱的方法。
2.通过实验观察光栅的衍射光谱，了解和验证光的波动性质。
实验原理：光栅是利用多个均匀周期性平面反射、透射结构排布于平板上，可以将入射光分解成数个互相平行的光线的光学元件。
光栅的衍射同样可以由菲涅尔基本公式或者海森伯-布拉格公式进行分析计算。
对于平行入射的单色光，当光线入射光栅表面时，它就会在光栅表面上发生衍射现象。
如果假设光栅的腰板间隔为d，当入射波长为λ的光线通过衍射光栅时，会在不同方向形成一系列互相平行衍射条纹。
根据衍射理论，确定的波长λ、腰板距d和衍射角θ之间的关系可以由以下公式给出：dsinθ = nλ (n = 0, ±1, ±2, ……)其中，n为正整数，称为级次。
衍射极大的级次越高，其对应的衍射角就越大。
因此，大级次的衍射极大，相应的衍射角也更小。
实验内容及步骤：1.检查光栅实验仪器是否正常运作。
2.将狭缝与白炽灯构成的光源和光栅之间垂直彼此的平面对准。
3.用三脚架固定光栅和检测器，将检测器调节到最大输出。
4.调节之后，逐步向侧面移动检测器，在恰当的检测器位置调节角度，最终可以观察到高明区。
5.在高明区附近扫描光栅，观察衍射光谱，记录不同级次的衍射角度和亮度。
6.测量光栅的腰板间距，计算不同级次的波长。
实验结果及分析：在实验中，我们涉及两组光栅，其腰板间距分别为1200根/毫米和600根/毫米。
我们使用两组光栅进行了不同波长和级别的光源的衍射实验，得到了如下的结果：1.使用1200根/毫米的光栅，将不同波长的单色光照射在光栅上，观察和记录了高明条纹的出现位置和亮度，利用以上公式，计算得到了对应波长的级次。
如下表所示：波长λ(纳米) 级次n 衍射角θ(度) 404 0 0.0 435 1 -6.5 546 1 -17.7 579 0 -20.2 612 1 -22.9 852 2 -29.52.使用600根/毫米的光栅，将不同波长的单色光照射在光栅上，观察和记录了高明条纹的出现位置和亮度，如下表所示：波长λ(纳米) 级次n 衍射角θ(度) 404 0 0.0 435 0 -1.8 546 1 -6.1 579 1 -6.8 612 1 -7.6 852 2 -10.4同时，我们还可以根据以上结果计算出光的频率，从而验证和探究光的波长和频率之间的关系。
光栅衍射实验实验报告doc
光栅衍射实验实验报告.doc 光栅衍射实验实验报告一、实验目的1.通过实验观察光栅衍射现象，了解光栅衍射的原理和特点。
2.掌握光栅方程，能够利用光栅方程计算不同级次的衍射角。
3.学习使用分光计进行角度测量，提高实验技能和数据处理能力。
二、实验原理光栅是由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学元件，当一束平行光垂直照射在光栅上时，会发生衍射现象。
光栅衍射的原理是多缝衍射和单缝衍射的结合，通过光栅方程可以描述不同级次的衍射角与波长之间的关系。
光栅方程为：d(sinθ ± sinφ) = mλ其中，d 为光栅常数，即相邻两狭缝之间的距离；θ 为衍射角；φ 为入射角；m 为衍射级次，可以是正整数或负整数；λ 为入射光的波长。
三、实验步骤1.调整分光计，使平行光管发出平行光，并调整光栅位置，使平行光垂直照射在光栅上。
2.观察光栅衍射现象，可以看到在屏幕上出现了一系列明亮的衍射条纹。
3.转动分光计上的望远镜，对准某一衍射条纹，记录此时望远镜的角度读数。
4.重复步骤3，对准不同级次的衍射条纹，记录相应的角度读数。
5.根据光栅方程，计算不同级次的衍射角。
6.分析实验数据，得出实验结论。
四、实验结果与数据分析实验中观察到了多个级次的衍射条纹，记录了不同级次衍射条纹对应的望远镜角度读数如下表所示：通过对比计算值和实验值可以发现，两者之间的误差较小，说明实验结果较为准确。
同时，不同级次的衍射角随着级次的增加而增加，符合光栅方程的规律。
五、实验结论本次实验通过观察光栅衍射现象，了解了光栅衍射的原理和特点。
掌握了光栅方程，能够利用光栅方程计算不同级次的衍射角。
同时，学习了使用分光计进行角度测量，提高了实验技能和数据处理能力。
实验结果较为准确，验证了光栅方程的正确性。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告引言：光学作为一门重要的学科，一直以来都备受科学家和研究者的关注。
光的性质和行为一直是人们研究的热点，而衍射光栅实验则是光的一种重要性质的研究方法之一。
本次实验旨在通过衍射光栅实验，探究光的衍射现象以及利用光栅实现光的分光。
一、实验背景及目的：1.实验背景光的衍射是光波在通过物体边缘或孔道时发生偏转的现象，是光的波动性的一种重要表现。
而光栅则是一种能够实现光的分光效果的光学元件，广泛应用于物理、化学、生物和医学等领域。
2.实验目的通过衍射光栅实验，我们可以深入了解光的波动性质以及衍射的规律。
同时，通过实验可以掌握光栅的基本原理，了解光栅作为一种重要的光学仪器在实际应用中的价值。
二、实验原理：实验中使用的光栅是一种具有周期性微结构的透明衍射光学元件。
当光波通过光栅时，会在光栅的微结构上发生衍射作用。
同时，由于光栅的特殊结构，光波会被分解为多束光，形成我们所称的光的分光效果。
三、实验步骤及结果：1.实验步骤（1）将光源与准直镜置于光学台上，调整角度使光线垂直且尽可能平行。
（2）将准直后的光线照射到光栅上，并调整观察台上的三脚架，使其正对光栅。
（3）用准直镜观察被光栅照射的投影器上的光斑，记录观察到的光斑形状和颜色。
（4）改变光源与观察台之间的距离，再次观察并记录光斑的形状和颜色。
2.实验结果根据实验步骤进行观察和记录，我们可以观察到不同距离下的光斑形状和颜色的变化。
通过观察光栅实验，我们可以清楚地看到光的衍射现象，而且可以发现光的波动性质。
四、实验数据分析：通过实验结果的观察和记录，我们可以发现，随着光源与观察台之间的距离增加，光斑的形状会发生变化。
这是由于光波通过光栅时，光波在光栅的微结构上发生衍射，从而形成了不同角度的衍射光束。
当光源与观察台之间的距离适当时，我们可以观察到清晰的衍射光斑。
衍射光斑的颜色也是实验中的一个重要观察指标。
我们可以发现，不同角度的衍射光束具有不同的颜色。
光栅衍射实验报告（完整版）
4.10光栅的衍射【实验目的】(1)进一步熟悉分光计的调整与使用;(2)学习利用衍射光栅测定光波波长及光栅常数的原理和方法; (3)加深理解光栅衍射公式及其成立条件。
【实验原理】衍射光栅简称光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散的一种光学元件。
它实际上是一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝，通常分为透射光栅和平面反射光栅。
透射光栅是用金刚石刻刀在平面玻璃上刻许多平行线制成的，被刻划的线是光栅中不透光的间隙。
而平面反射光栅则是在磨光的硬质合金上刻许多平行线。
实验室中通常使用的光栅是由上述原刻光栅复制而成的，一般每毫米约250~600条线。
由于光栅衍射条纹狭窄细锐，分辨本领比棱镜高，所以常用光栅作摄谱仪、单色仪等光学仪器的分光元件，用来测定谱线波长、研究光谱的结构和强度等。
另外，光栅还应用于光学计量、光通信及信息处理。
1．测定光栅常数和光波波长光栅上的刻痕起着不透光的作用，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。
如图1所示，设光栅常数d=AB 的光栅G ，有一束平行光与光栅的法线成i 角的方向，入射到光栅上产生衍射。
从B 点作BC 垂直于入射光CA ，再作BD 垂直于衍射光AD ，AD 与光栅法线所成的夹角为ϕ。
如果在这方向上由于光振动的加强而在F 处产生了一个明条纹，其光程差CA +AD 必等于波长的整数倍，即： ()s i ns i n d i m ϕλ±= （1）式中，λ为入射光的波长。
当入射光和衍射光都在光栅法线同侧时，（1）式括号内取正号，在光栅法线两侧时，（1）式括号内取负号。
如果入射光垂直入射到光栅上，即i=0，则（1）式变成：sin m d m ϕλ= （2）这里，m =0，±1，±2，±3，…，m 为衍射级次，ϕm 第m 级谱线的衍射角。
图1 光栅的衍射2．用最小偏向角法测定光波波长如图2所示，波长为λ的光束入射在光栅G 上，入射角为i ，若与入射线同在光栅 法线n 一侧的m 级衍射光的衍射角为沪，则由式(1)可知()s i ns i n d i m ϕλ±= （3）若以△表示入射光与第m 级衍射光的夹角，称为偏向角，i ϕ∆=+ （4）显然，△随入射角i 而变，不难证明i ϕ=时△为一极小值，记作δ，称为最小偏向角。
衍射光栅实验报告
衍射光栅实验报告衍射光栅实验报告一、实验目的1.了解衍射光栅的基本原理及特点2.掌握判读衍射光栅光谱的方法3.了解CD、DVD等信息光盘的读取原理二、实验原理1.衍射光栅原理衍射光栅是一种通过利用光的衍射原理来实现分光的光学元件，它将出射光束分离成几条相互平行的光路，这种光路被称为衍射光谱，由此可得到光的频谱结构。
当光通过一个细缝时，由于光的波动特性，将沿多个方向发射，呈辐射状。
当出射的光线与其他辐射状的光线相遇时，形成了一种交织的、条纹状的光强分布状态，称为衍射。
在这些交织的光线中，有一部分光线会处于同相干状态，这种状态就是一个有序的、有规律的光强分布状态，称为干涉。
衍射光栅结构是通过在一块透明基板上刻制几条平行的刻痕，以便衍生出不同频率和波长的光，这些光呈现出明显的痕迹。
2.CD、DVD读取原理CD（Compact Disc）是一种存在于数字时代的数字光盘。
CD的读取是用激光器从光盘上读出图像信息，这种光线是被反射回传送到激光探测仪中的。
读取CD上的编码信号就是通过收集这些识别码流来实现的。
激光束的直径被限制在0.6-1.0微米的范围内，在这个范围内的尺寸可以达到小于图中的数字。
CD盘上的两道螺旋状的轨道可以覆盖音乐录音带长度的录音。
通过增加激光探测仪的扫描频率，可以将CD盘上的信息移动到播放器中，让它能够播放CD上的信息。
同样地，DVD（Digital Versatile Disk）也是一种数字光盘，是CD的升级版本。
DVD可以存储更多的信息，从而提高数据储存的速度和精度。
DVD光碟在制作过程中也使用了激光束，DVD盘的数据信息是通过摆动激光的方式，读取DVD光盘上的编码信息来快速读取的。
三、实验步骤1.准备实验装置，将光学器材进行组合，将用于实验的器材稳定放置在台子上。
2.将测试样品放置在实验台面上，插上线材，并将光度计固定。
3.打开干涉腔的电源，观察干涉波纹制作，调整电源并确保干涉波纹正确生成。
衍射光栅及其应用实验报告
一、实验目的1. 理解衍射光栅的基本原理及其工作方式。
2. 掌握衍射光栅在实验中的应用，如测定光波波长和光栅常数。
3. 加深对光栅衍射现象的理解，验证光栅衍射公式及其适用条件。
二、实验原理衍射光栅是一种利用光的衍射原理进行色散的光学元件，主要由一组数目众多、相互平行、等宽、等间距的狭缝（或刻痕）构成。
当一束单色光垂直照射到光栅上时，各狭缝的光线因衍射而向各方向传播，并在光栅后方的焦平面上形成一系列明暗相间的衍射条纹。
根据光栅衍射公式：\[ d \sin \theta = m \lambda \]其中，\( d \) 为光栅常数（即相邻两狭缝间距），\( \theta \) 为衍射角，\( m \) 为衍射级次，\( \lambda \) 为光波波长。
通过测量衍射角和已知光栅常数，可以计算出光波波长；反之，通过测量光波波长和已知衍射角，可以计算出光栅常数。
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. 光栅读数显微镜5. 光栅常数标准样品四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，并调整光源使其垂直照射到光栅上。
2. 将光栅固定在分光计上，调整光栅使其与光源垂直。
3. 观察并记录光栅衍射条纹的位置，利用光栅读数显微镜测量衍射条纹的位置。
4. 计算衍射级次 \( m \) 和衍射角 \( \theta \)。
5. 利用光栅衍射公式计算光波波长 \( \lambda \) 或光栅常数 \( d \)。
五、实验结果与分析1. 通过实验，我们成功测量了光波波长和光栅常数，并与理论值进行了比较。
2. 实验结果表明，光栅衍射公式及其适用条件在实验中得到了验证。
3. 在实验过程中，我们遇到了以下问题：a. 光栅常数标准样品的精度较高，而我们测量的光栅常数存在一定的误差。
b. 分光计的调整和光栅的固定可能会对实验结果产生影响。
六、实验结论1. 通过本次实验，我们深入理解了衍射光栅的基本原理及其工作方式。
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衍射光栅实验【实验目的】1．了解分光计的原理与结构。
2．学习掌握分光计的调节方法。
3. 观察光通过光栅后的衍射现象。
4. 测透射光栅的光栅常数。
5. 用透射光栅测光波波长【仪器用具】分光计、光源、平面反射镜、汞灯光源、透射光栅【实验原理】1．分光计分光计是一种用来精确测量角度的仪器，如测量反射角、折射率和衍射角等。
通过测量有关角度，可以确定测定材料的折射率、光波波长和色散率等，其用途十分广泛。
近代摄谱仪、单色仪等精密光学仪器也是在分光计的基础上发展起来的。
分光计结构复杂、构件精密、调节要求高，对初学者有一定难度。
但只要了解了其结构和光路，严格按要求步骤耐心调节，就能掌握。
（一）仪器描述图1 JJY型分光仪1狭缝体锁紧螺钉；2 狭缝体锁紧螺钉；3 狭缝宽度调节手轮；4 狭缝体高低调节手轮；5 平行光管部件；6平行光管水平调节螺钉；7载物台；8载物台调平螺钉；9 望远镜部件；10望远镜水平调节螺钉；11目镜组锁紧螺钉；12目镜组；13目镜调节手轮；14望远镜光轴高低调节螺钉；15支臂；16望远镜微调螺钉；17转座；18度盘止动螺钉；19载物台锁紧螺钉；20制动架；21望远镜止动螺钉；22度盘；23底座；24立柱；25游标盘微调手轮；26游标盘止动螺钉。
分光计的种类繁多，但构造基本相同。
分光计主要由望远镜、平行光管、载物台、光学游标刻度盘四部分组成，其外形如图1所示。
分光计的下部是金属底座，底座中央装有竖直的固定轴，望远镜、载物台、主刻度盘和游标刻度盘都可绕这一固定竖轴旋转，此轴为分光计主轴（中心轴）。
（1）望远镜它由物镜、阿贝目镜、分划板三部分组成。
分划板上刻有双十字准线（“╪”），在分划板的右下方紧贴一块45°全反射小三棱镜，其表面涂不透明薄膜，薄膜上刻有一个空心十字透光窗口，反射棱镜另一光学面上涂有绿色，当小电珠光从管侧射入后成为绿色。
调节目镜前后位置，在望远镜视场中可见清晰的准线像。
若在物镜前放一平面镜，前后调节目镜（连同分划板一起）与物镜的距离，使分划板（空心绿十字窗口）处于物镜焦平面上，小电珠照亮空心绿十字窗口的光经物镜后成平行光射在平面镜上，从平面镜反射经物镜在分划板上形成十字窗口的像。
若平面镜与望远镜光轴垂直，此像将落在准线上方的交叉点上。
图2 阿贝目镜望远镜调节目镜调节手轮（13），可改变目镜与分划板的距离，使准线调节清楚。
松开望远镜水平调节螺钉（10）可改变分划板到物镜的距离，使平面镜反射回来的十字像调节清楚。
调节螺钉（14）可改变望远镜光轴的倾斜度。
放松螺钉（21），望远镜可自由转动；旋紧它，望远镜就不能转动，但此时可通过微调螺钉（16）使望远镜左右微动。
注意：转动望远镜时，不要握住望远镜筒转动。
（2）平行光管它是一个圆筒，一端是宽度和位置可调的精密狭缝，另一端是一个凸透镜。
松开螺钉（2），可沿筒轴方向平移狭缝位置。
当狭缝处于凸透镜焦平面上时，从图3 平行光管狭缝进入平行光管的光经凸透镜射出，都变成平行光束，所以望远镜接收到的平行光管发出的光，都应是平行光。
调节螺钉（6）可改变平行光管的倾斜度，调节螺钉（3）可改变狭缝宽度。
注意：调节狭缝宽度时一般调到1mm左右,千万不能使其完全闭合,以免狭缝受到严重损坏。
（3）载物台放置反射镜、三棱镜、光栅等光学元件的平台。
台上有夹持固定待测光学元件的簧片，周边有压紧螺钉用来固定平台，使其不能绕中轴转动。
台底有三个竖立螺钉（8）处在正三角形顶点，用来调节台面斜度使台面平行于刻度盘。
旋紧中轴抵紧螺钉（19），可升降台面高度。
（26）为游标盘止动螺钉，（18）为度盘止动螺钉。
（4）读数装置度盘表面镀金属薄膜，按圆周等分刻度1080条透光线条，格值20′，3小格为1º。
游标盘亦镀有金属膜，在圆弧13º内等分刻有40条线，格值19′30″，亦即每格格值 ＝a／n=20′／40＝0.5′＝30″。
40格游标与39格度盘弧长相等。
度盘下方有照明光源，当度盘线与游标线重合，即可看见刻线贯通连成一条线，此即游标读数线，若双线贯通读中间的游标。
度盘、游标表面镀鉻，在观察窗中同时会有数字标记的反射像，在读数时要左右移动眼睛，当反射像与实观的数字标记重合后再进行读数，以避免读数误差。
为了消除机械加工时主刻度盘与游标盘二者的转轴不重合所引入的读数偏心误差（属于系统误差），在度盘同一直径（180º）两端各装一游标（二个读数窗），读数时相当于两个坐标系，计算转角可用二坐标系读出的转角求平均作为结果。
望远镜在Ⅰ位置接受到的光线Ⅰ的角坐标分别为1θ（左窗读数）和1θ′（右窗读数），望远镜转过ϕ角在Ⅱ位置接受到光线Ⅱ的角坐标分别为2θ（左窗读数）和2θ′（右窗读数），则Ⅰ、Ⅱ光线的夹角ϕ应由下式计算：2||||/2/121θθθθϕ-+-= （1）图4 光学度盘示意图应该特别指出，若望远镜由Ⅰ转至Ⅱ过程中，游标零线与度盘零线相遇一次，则计算公式不是||21θθϕ-=，而应是＝360º0′0″－大角坐标＋小角坐标，例如：由290º0′0″转至15º0′0″，转角ϕ＝360º0′0″－290º0′0″＋15º0′0″＝85º0′0″。
角度的读法以游标盘零线为准，先读出零刻线对应的度盘上的度值和分值（每格20′）A ，再找游标盘上与度盘刚好重合的刻线（亮线），在游标上读出分值和秒值（每格30″）B ，二次数值相加（A+B ）即为读数值θ。
2．衍射光栅光栅是一种根据多缝衍射原理制成、将复色光分解成光谱的重要分光元件，能产生亮度较大、间距较宽的光谱线，常用来精确地测定光波波长及进行光谱分析。
光栅是由一系列等宽又等间距的平行狭缝所组成。
一般是在一片光学玻璃上进行刻划或用全息照像法做成刻痕或黑条纹，使光线不能通过，两刻痕或黑条纹间能透光，相当于狭缝。
设缝宽为a ，间隔为b ，则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，是表征光栅特性的重要参数。
图5 衍射光栅如图5所示，一束波长为λ的单色平行光垂直入射到光栅上，透过每一狭缝的光都要发生衍射，沿同一方向传播的各狭缝的衍射光经过透镜L 后会聚在焦平面上而相互干涉，在透镜L 的焦平面E 上形成一系列暗背景下的亮条纹，称为谱线。
形成亮条纹的条件为：λϕk b a k ±=+sin )( (k=0,1,2, ……) (2)(2)式称为光栅方程，k 为光谱线的级数，k ϕ是第k 级谱线对应的衍射角。
若光栅常数a ＋b 已知，用分光计测出第k 级谱线相应的衍射角k ϕ，由(4-4-1)式可求出光波波长λ；反之，若已知波长λ，可求出光栅常数a ＋b 。
如果入射光为包含多种不同波长的复色光，除零级谱线外，同一级条纹（k 相同）的衍射角ϕ与入射光的波长有关。
将各种波长的同一级次条纹合成的整体称为光栅的衍射光谱。
【实验内容及步骤】1． 分光计的调节调整分光计的目的：（1）望远镜能发出平行光并能接受平行光束；（2）平行光管能发出平行光束：（3）望远镜、平行光管的光轴共轴，且均与分光计中心轴相垂直。
载物台面平行于度盘。
分光计的调整方法如下：（1）目测粗调：沿不同方位观察，将望远镜、平行光管、载物台调成水平，并与中心轴垂直，调载物台只需把三个竖直螺钉放松，旋紧台面中心的拉簧即可。
（2）用自准直法使望远镜聚焦于无穷远（能发出、接受平行光）①目镜调节：接通电源，从目镜中观察分划板准线，调目镜手轮，至分划板准线清晰为止。
②正确放置平面镜：将双面平行平面镜立放在载物台中央，使镜面与任意两个载物台倾图6平面镜位置度螺钉a、b的连线垂直，如图6所示。
这样放置的好处是，若要改变平面镜倾斜度，只要调节a、b螺钉即可，c的调节与平面镜的仰俯无关。
③寻找亮十字像及对亮十字像调节清楚：把望远镜筒垂直对准平面反射镜，使小电珠发出的光通过绿十字窗口经过物镜再由平面镜反射回到分划板上，这时从目镜中可看到绿色小十字像。
若看不到此亮十字，一般是平面反射镜与望远镜光轴不垂直，从望远镜射出的光没有被平面镜反射到望远镜中，应改变反射镜相对望远镜的倾度，使平面镜镜面与望远镜光轴大致垂直。
若看到的是一模糊的光斑，则说明聚焦不对，应调望远镜的调节手轮，把十字像调节清晰，再用同样的方法在目镜中找到平面镜另一面反射回来的亮十字像。
在目镜视场中应既能看清准线，又能看清亮十字像，即二者都应十分清晰，若有视差，则需反复调节聚焦手轮和目镜调节手轮，直至视差消除，此时望远镜聚焦于无穷远，可以发出和接受平行光了。
（3）调节望远镜的光轴垂直于分光计的中心轴①当看清由平面镜（两个反射面）反射回来的十字像时，十字像一般与分划板准线的上十字叉丝并不重合，如图7（a）所示，此时应采取“各半调节法”，调到图7（c）的位置。
所谓“各半调节法”，就是把绿十字像调到位应有两个步骤：首先调载物台下竖直螺钉a或b，让绿十字像向“目的”位置移动一半路程，如图7（b）；接着调望远镜水平倾斜调节螺钉（10），使绿十字像到达“目的”位置（与分划板准线的上部叉丝重合）。
图7 各半调节法②把载物台转180º，使望远镜对准平面反射镜的另一面，用上述各半调节法，使绿十字像与分划板准线上十字叉丝重合。
如此重复调节，直至转动载物台时，从平面反射镜前后两表面反射回来的绿十字像都能与分划板准线的上部叉丝重合为止。
这时望远镜的光轴与分光计的中心轴垂直，也就是与度盘达到平行，如图8所示。
图8(4) 平行光管发射平行光、使其光轴垂直于中心轴①使平行光管产生平行光。
用光源照亮狭缝，调节缝宽至望远镜视场中约1mm。
沿管轴方向前后移动狭缝，直到在望远镜中看到一条清晰（边界不模糊），与准线无视差竖直位于视场正中对称位置的狭缝像。
这时狭缝位于平行光管透镜的焦平面上，发出的是平行光。
②调整平行光管光轴垂直于分光计中心轴。
转动狭缝成水平（但缝不能沿管轴方向移动），调平行光管水平倾斜调节螺钉（6），使水平缝像被分划板中央水平准线上下平分，如图9(a)所示。
至此平行光管光轴与仪器中心轴垂直，发出的平行光平行于度盘。
再把狭缝转至铅直位置并需保持狭缝像最清晰且无视差，如图9(b)所示。
经过以上四步骤，分光计正式测量前的基本调节已经完成，即望远镜和平行光管的光轴均已垂直于仪器转轴，并且已聚焦良好。
在测量时，不能再改变它们的倾度和聚焦状态，否则前功尽弃，但可转动望远镜，而且对某一个具体测量项目，放到载物台上的被测光学平面可能与仪器转轴不平行，还要对载物台的倾度螺钉进行适当调节，才能达到要求进行测量。
（a）（b）图9 狭缝像与分划板位置2．放入光栅，再次调整分光计（1）将光栅如图10所示放置在载物台上，使光栅平面处于载物台调节螺钉a、c连线的中垂线上。