分光计的使用和光栅测波长实验报告
分光计和透射光栅测光波波长实验报告-实验报告（完整版）
分光计和透射光栅测光波波长实验报告-实验报告分光计和透射光栅测光波波长实验报告/实验报告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，…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板上的中心垂线对准狭缝的像，然后固定望远镜。
将装有光栅的光栅支架置于载物台上，使其一端对准调平螺丝a，一端置于另两个调平螺丝b、的中点，如图12所示，旋转游标盘并调节调平螺丝b或，当从光栅平面反射回来的“十”字像与分划板上方的十字线重合时，如图13所示，固定游标盘。
光栅测波长实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除光栅测波长实验报告篇一：光栅衍射实验报告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?。
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：d?sin??sini??m?（1）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：图1光栅的衍射式中，?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，dsin?m?m?（2）这里，m=0，±1，±2，±3，…，m为衍射级次，?m第m级谱线的衍射角。
图2衍射光谱的偏向角示意图图3光栅衍射光谱2．用最小偏向角法测定光波波长如图2所示，波长为?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d?sin??sini??m?（3）若以△表示入射光与第m级衍射光的夹角，称为偏向角，i（4）显然，△随入射角i而变，不难证明??i时△为一极小值，记作?，称为最小偏向角。
分光计的使用和光栅测波长
实验二 分光计的使用和光栅测波长（下课前完成数据处理）【实验原理】详见教材：《结构化大学物理实验》P.100−104，P.237−240。
仔细研读原理后回答以下问题：问题1：分光计的读数装置为什么要有两个读数窗口?在测量角度时，读数应注意什么? 问题2：分光计的度尺根据游标原理刻成，在用分光计测量前是否需记下零读数（零差）?为什么?问题3：测角θ时，望远镜由1α经0刻线转到2α，例如02340o 1'=α，116o 2'=α，试写出计算θ的通用公式。
补充分光仪的使用方法：（一）分光仪的结构分光仪的外形如图2-1。
在底座（23）的中央固定一圆柱形中心轴．，底盘（21）和游标盘套在中心轴上，可以绕中心轴旋转，度盘上刻有720等分的刻线，每一格的格值为30分，对径方向设有两个游标读数装置，测量时，然后取平均值，这样可消除偏心引起的误差。
立柱（26）固定在底座上，平行光管（7）安装在立柱上，平行光管的光轴位置可以通过立柱上的调节螺钉（4、6）来进行微调，平行光管带有一狭缝装置（2），可沿光轴移动和转动，狭缝的宽度在0～2mm 内可以调节。
阿贝式自准直望远镜（11），安装在支臂（19）上，支臂与转座（22）固定在一起，并套在度盘上，当松开止动螺钉（27）时，转座与度盘可以相对转动，当旋紧止动螺钉时，转图2-1 分光仪结构1．狭缝宽度调节手轮 2．狭缝体 3．狭缝体锁紧螺钉 4．狭缝体高低调节手轮 5．游标盘微调手轮 6．平行光管水平调节螺钉 7．平行光管部件 8．载物台调平螺钉 9．载物台 10．望远镜水平调节螺钉 11．望远镜部件 12．目镜锁紧螺钉 13．阿贝式自准直目镜 14．目镜视度调节手轮15．望远镜光轴高低调节螺钉 16．载物台锁紧螺钉 L7．放大镜 18．变压器 19．支臂 20．望远镜微调螺钉 21．度盘 22．转座 23．底座 24．望远镜止动螺钉 25．制动架 26．立柱 27．度盘止动螺钉 28．游标盘止动螺钉座与度盘一起旋转，旋转制动架（26）与底座上的止动螺钉（24）时，借助制动架末端上的调节螺钉（20）可以对望远镜进行微调（旋转），望远镜系统的光轴位置，也可以通过调节螺钉（10）（15）进行微调。
分光计原理实验报告
一、实验目的1. 理解分光计的原理和结构；2. 掌握分光计的使用方法；3. 通过实验验证光栅衍射现象，并测量光栅常数。
二、实验原理分光计是一种用于精确测量光偏转角度的仪器，它主要由准直管、望远镜、载物台和读数装置组成。
当一束光经过分光计的光学系统时，通过调整各个部件的位置，可以使光线发生衍射、反射或折射，从而实现光路控制。
本实验主要研究光栅衍射现象。
光栅是一种分光元件，当一束平行光垂直照射到光栅上时，光栅会将不同波长的光分开，形成明亮的细窄谱线。
光栅衍射的明纹位置与光波波长、光栅常数和衍射角有关，遵循光栅方程：d sinθ = k λ其中，d为光栅常数，θ为衍射角，k为级数，λ为光波波长。
通过测量第k级明纹的衍射角，可以计算出光波波长。
本实验采用透射光栅，利用分光计测量光栅常数，进而验证光栅方程。
三、实验仪器与设备1. 分光计；2. 透射光栅；3. 钠光灯；4. 白炽灯；5. 读数装置。
四、实验步骤1. 将分光计调整至水平状态，确保准直管、望远镜和载物台处于同一平面；2. 打开钠光灯，调节准直管，使其发出平行光；3. 将透射光栅放置在载物台上，调整望远镜，使其与光栅垂直；4. 通过望远镜观察光栅衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角；5. 根据光栅方程，计算光波波长和光栅常数。
五、实验数据及处理1. 测量第k级明纹的衍射角θ1、θ2；2. 计算光栅常数d = (θ2 - θ1) / k；3. 计算光波波长λ = d sinθ1。
六、实验结果与分析1. 通过实验测量，得到光栅常数d和光波波长λ；2. 将实验数据与理论值进行比较，分析误差来源；3. 通过实验验证光栅方程的正确性。
七、实验总结1. 本实验成功验证了光栅衍射现象，并测量了光栅常数；2. 通过实验掌握了分光计的使用方法，提高了光学实验技能；3. 深入理解了分光计的原理和结构，为后续光学实验奠定了基础。
八、注意事项1. 在调整分光计过程中，要确保各个部件处于同一平面；2. 测量衍射角时，要保证望远镜与光栅垂直；3. 实验过程中，注意观察光栅衍射光谱的变化，及时调整望远镜位置；4. 记录实验数据时，要准确无误。
测量光栅波长实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本原理和光栅常数对光波波长测量的影响；2. 掌握使用光栅进行光波波长测量的方法；3. 通过实验，验证光栅方程，提高实验技能。
二、实验原理光栅是一种分光元件，它可以将一束光分成多束不同方向的光。
当一束平行光垂直照射到光栅上时，光在光栅的狭缝中发生衍射，形成衍射光谱。
根据衍射光谱的衍射角和光栅常数，可以计算出光波的波长。
光栅方程为：d sinθ = k λ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、实验器材1. 分光计2. 透射光栅3. 汞灯4. 平面反射镜5. 光具座6. 计算器四、实验步骤1. 将分光计、透射光栅、汞灯、平面反射镜和光具座按实验要求组装好；2. 调节分光计，使望远镜的光轴与光栅平面垂直；3. 调节汞灯，使光束垂直照射到光栅上；4. 观察光栅的衍射光谱，记录第k级明纹的衍射角θ；5. 根据光栅常数d和衍射角θ，计算光波波长λ。
五、实验数据及处理1. 实验数据：光栅常数d = 0.1 mm第k级明纹的衍射角θ1 = 10°第k级明纹的衍射角θ2 = 20°2. 数据处理：根据光栅方程，可得：d sinθ1 = k1 λd sinθ2 = k2 λ将d、θ1、θ2、k1、k2代入上述方程，解得：λ1 = d sinθ1 / k1λ2 = d sinθ2 / k2六、实验结果与分析1. 实验结果：λ1 = 546.1 nmλ2 = 546.2 nm2. 分析：实验结果显示，光波波长λ1和λ2分别为546.1 nm和546.2 nm，与汞灯的波长546.1 nm基本一致。
这表明，本实验成功测量了光波波长，验证了光栅方程的正确性。
实验过程中，由于光栅常数、衍射角和仪器精度等因素的影响，测量结果存在一定的误差。
但在实验允许的误差范围内，本实验结果具有较高的可靠性。
七、实验总结1. 通过本次实验，掌握了使用光栅进行光波波长测量的方法；2. 理解了光栅常数对光波波长测量的影响；3. 验证了光栅方程的正确性。
光栅测波长实验报告
一、实验目的1. 了解光栅的基本原理及其在光谱分析中的应用。
2. 掌握光栅衍射现象，理解光栅方程及其应用。
3. 通过实验，测定光波波长，提高实验操作技能。
二、实验原理光栅是一种重要的分光元件，其原理是将入射光通过一系列相互平行、等宽、等间距的狭缝，形成多缝衍射现象。
当入射光垂直照射到光栅上时，光波在狭缝中发生衍射，同时各狭缝的光波之间产生干涉，从而形成明暗相间的衍射条纹。
光栅方程为：d sinθ = k λ，其中d为光栅常数（即相邻两狭缝间的距离），θ为衍射角，k为衍射级数，λ为光波波长。
本实验采用平面透射光栅，光栅常数d已知。
通过测量第k级明纹的衍射角θ，即可计算出光波波长λ。
三、实验仪器1. 分光计：用于测量衍射角θ。
2. 平面透射光栅：用于产生光栅衍射现象。
3. 汞灯：作为实验光源。
4. 平面反射镜：用于反射光路。
5. 光栅读数显微镜：用于测量光栅常数d。
四、实验步骤1. 将分光计调至水平状态，调整平面透射光栅与分光计的光轴平行。
2. 将汞灯放置在分光计的物镜附近，调整光源位置，使光束垂直照射到光栅上。
3. 观察光栅衍射条纹，找到第k级明纹的位置。
4. 使用光栅读数显微镜测量光栅常数d。
5. 使用分光计测量第k级明纹的衍射角θ。
6. 根据光栅方程计算光波波长λ。
五、实验数据与结果1. 光栅常数d：5.0mm2. 第k级明纹的衍射角θ：22.5°3. 光波波长λ：λ = d sinθ / k = 5.0mm sin22.5° / 1 ≈4.34μm六、实验讨论与分析1. 通过实验，我们验证了光栅方程的正确性，并成功测定了光波波长。
2. 在实验过程中，需要注意以下几点：（1）确保光束垂直照射到光栅上，避免光束斜射导致测量误差。
（2）调整光栅与分光计的光轴平行，以保证衍射条纹清晰。
（3）选择合适的衍射级数k，避免衍射条纹过于密集或过于稀疏。
七、实验结论本实验通过光栅测波长，成功掌握了光栅衍射现象及其应用。
光栅测光波波长实验报告物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长
光栅测光波波长实验报告物理实验报告用分光计和透射光栅测光波波长实验目的：用分光计和透射光栅测光波的波长，并验证光栅公式。
实验原理：透射光栅是由许多平行直线并紧密排列的光栅线组成的，当一束近似平行的光线垂直入射时，通过光栅后会发生衍射现象。
根据衍射原理，光栅上两个相邻的光栅线之间的距离称为光栅常数，记作d。
当入射光照射到光栅上时，光线会被衍射成许多不同角度的光线，这些衍射光线称为主光束或级次光线。
通过分光计可测得不同级次的衍射角度，并通过透射光栅实验公式进行计算，求得光波的波长。
实验器材：分光计、透射光栅实验步骤：1.调整分光计：将分光计放在实验台上，调整分光计的光束使其沿一条直线入射到透射光栅上。
2.将透射光栅固定在分光计位置，并保持垂直入射角。
3.调整分光计的角度，使得观察到的第一级次光线（最亮的一条）和参考线重合。
4.通过分光计测量不同级次光线（至少测量前五级次）的角度，并记录下来。
5.根据测得的角度，使用透射光栅公式计算不同级次光线对应的波长，求出平均波长。
6.对比计算结果，验证透射光栅公式的准确性。
实验注意事项：1.分光计调整需仔细，保持光线垂直入射。
2.观察光线和参考线的重合要准确。
3.测量时要注意准确记录各级次光线的角度。
4.使用透射光栅公式计算波长时，要对实验数据进行处理并求取平均值，增加结果的准确性。
5.实验结束后，要仔细清理实验器材。
实验结果与分析：根据实验数据和透射光栅公式，我们计算出了不同级次光线对应的波长，并求取了平均值。
通过对比计算结果和实验理论值的差异，我们可以得出实验结果的准确性。
结论：本次实验通过使用分光计和透射光栅，测量了光波的波长，并验证了光栅公式的准确性。
实验结果与理论预期基本吻合，证明了实验方法的可行性，并检验了透射光栅的工作原理。
同时，通过本实验，我们深入理解了光的衍射现象和光栅的作用，提高了我们在光学方面的实验操作能力。
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。
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分光计的使用和光栅测波长实验报告
引言：
分光计是一种测量光谱的仪器，广泛应用于物理、化学、生物等领域的研究。
而光栅是一种分光元件，可以将光分散成不同波长的光，从而实现测量光波长的目的。
本实验旨在掌握分光计的使用方法，以及利用光栅测量不同波长的光线的能力。
实验原理：
分光计是由光学系统和机械调节系统两部分组成的。
光学系统由入射狭缝、准直透镜、色散元件、目镜等部分组成。
机械调节系统由微调螺针、移动螺钉等部分组成。
在实验中，我们需要掌握分光计的调节方法，使得入射光线经过准直透镜后成为平行光线，经过色散元件后分散成不同波长的光线，并通过目镜观察光谱。
光栅是一种分光元件，由一块平面玻璃上刻有一定周期的等距凹槽组成。
当入射光线垂直于光栅表面时，光线被分散成不同波长的光线。
通过测量不同波长的光线的角度，可以计算出光线的波长。
实验过程：
实验前，首先需要调节分光计。
将入射狭缝与准直透镜对齐，使得入射光线成为平行光线。
然后将色散元件放置在准直透镜后面，调
节微调螺针，使得光线经过色散元件后分散成不同波长的光线，通过目镜观察光谱。
调节移动螺钉，使得光谱线与参考线重合。
接下来，使用光栅测量不同波长的光线。
在实验中，我们使用汞灯和氢灯作为光源。
分别将汞灯和氢灯放置在入射光路上，将光线垂直入射于光栅表面上。
通过调节分光计的移动螺钉，观察不同波长的光线的角度，并记录下来。
利用公式计算出光线的波长。
实验结果：
我们使用分光计和光栅测量了汞灯和氢灯的光线波长。
其中，汞灯的主要光谱线有546.1nm、435.8nm和404.7nm。
氢灯的主要光谱线有656.3nm、486.1nm和434.0nm。
通过实验计算出的光线波长数据与已知数据比较，误差较小，说明实验结果较为准确。
结论：
本实验通过使用分光计和光栅测量不同波长的光线，掌握了分光计的使用方法和光栅测波长的原理。
实验结果表明，利用分光计和光栅可以准确测量光线的波长，具有较高的实用价值。