实验用衍射光栅测光波波长

实 验 41 用 衍 射 光 栅 测 光 波 波 长 【 实 验 目 的 】1.观 察 光 栅 的 衍 射 光 谱 ， 理 解 光 栅 衍 射 的 基本 规 律 。2.学 会 测 定 光 栅 常 数 以 及 原 子 光 谱 的 波 长 。3.进 一 步 熟 悉 分 光 计 的 调 节 与 使 用 。 【 实 验 仪 器 】 分 光 计 ， 全 息 透 射 光 栅 ， 平 行 光 管 ， 低 压 汞 灯 。【 实 验 原 理 】 如 图 41 1所 示 ： 在 图 41-2中 可 以 看 到 ， 衍 射 光 谱 中 明 条 纹 的位 置 应 出 现 在 振 动 加 强 点 ， 其 光 程 差 应 为 波 长的 整 数 倍 ， 即 ： （ 41-1） 式 中 ， 称 为 光 栅 常 数 ； 为 入 射 光 的 波 长 ， 为 明 条 纹 （ 称 为 谱 线 ） 的 级 数 ； 是 级 明 条 纹 的衍 射 角 。 kd k sin kba k sin)( 012k ， ，bad k k k 【 实 验 内 容 】 1.点 燃 汞 灯 ， 调 整 整 体 分 光 计 。 2.安 放 调 节 光 栅 ， 如 图 41 3所 示 ： 3.转 动 望 远 镜 ， 一 般 可 以 看 见 一 级 和 二 级 光 谱 线 ，注 意 观 察 叉 丝 的 交 点 是 否 在 各 条 谱 线 的 中 央 位置 ， 如 果 有 高 低 变 化 ， 可 对 图 41-3中 的 螺 丝 （ 不 要 再 动 ） 予 以 校 正 。 也 可 以 调 望 远 镜和 平 行 光 管 上 的 高 低 调 节 螺 钉 。3B 21BB 4.用 望 远 镜 对 准 汞 光 谱 中 的 明 亮 绿 谱 线 （ 绿 谱 线的 波 长 为 546.07 ） ， 分 别 记 录 左 右 一 级 两个 角 度 位 置 。 当 测 右 侧 谱 线 时 ， 分 光 计 左 右 的两 窗 口 读 数 分 别 为 和 ； 当 测 左 侧 谱 线 时 ，两 窗 口 读 数 分 别 为 和 则 由 分 光 计 原 理 知 ： 为 了 消 除 偏 心 差 ， 得 到 22 或 )(41 mm 重 复 测 量 值 3次 以 上 ， 把 所 得 值 的 平 均 值和 波 长 的 值 代 入 公 式 （ 41-1） 中 ， 计 算 出光 栅 常 数 。 若 ， 求 其 百 分 误差 。5.汞 光 谱 还 有 蓝 、 黄 （ 两 条 ） 亮 谱 线 ， 分 别 测 出它 们 的 一 级 衍 射 角 ， 用 已 测 得 的 光 栅 常 数 ， 求它 们 的 谱 线 波 长 ， 按 误 差 传 递 公 式 计 算 波 长 的标 准 误 差 。 )30001(60001 cmcmd 表 41-1 光 栅 常 数 的 测 量 绿 谱 线次 数 右 （ +1级 ） 左 （ -1级 ）123 光 栅 常 数 546.07mm n d )(41 sinkd 表 41-2 根 据 已 测 定 的 光 栅 常 数 ， 测 定 其 他各 条 谱 线 波 长 读 数谱 线 右 （ +1级 ） 左 （ -1级 ） 衍 射 角 蓝 黄 1黄 2 d_d sinkd 计 算 光 波 波 长 误 差 计 算 ： （ ） kd k sin cossin k bak ba ）（ dba 【 注 意 事 项 】1.分 光 计 各 部 分 调 节 螺 丝 比 较 多 ， 在 不 清 楚 这些 螺 丝 的 作 用 与 用 法 之 前 ， 不 要 乱 旋 硬 扳 ，以 免 损 坏 仪 器 。2.请 勿 用 手 触 摸 光 栅 表 面 ， 移 动 光 栅 时 ， 拿 其金 属 基 座 。3.肉 眼 不 要 长 时 间 直 视 汞 灯 ， 以 免 被 紫 外 线 灼伤 眼 睛 。 【 思 考 题 】 1.通 过 分 光 计 的 调 节 ， 掌 握 了 哪 几 种 光 学仪 器 的 调 节 方 法 ？ 2.用 光 栅 测 光 波 波 长 ， 对 分 光 计 有 什 么 要求 ？