实验名称：分光计的调节和使用  用光栅测波长

[实验目的]

   1．了解分光计的结构，掌握其使用方法。

   2．学会用透射光栅测光波波长。

 

[实验原理]

    常用的透射光栅是在一块玻璃板上刻上大量排列均匀、相互平行的刻痕。刻痕宽度为b，刻痕之间为透光部分其宽度为a，则d＝a＋b称为光栅常数。

   当单色平行光垂直照射透射光栅平面时，光栅衍射方程为，

    （k＝0，1，2，…）                     (1)

为入射光的波长，k为衍射级数，为k级明纹的衍射角。

                图1 光栅衍射图

[实验仪器]

   分光计、透射光栅、汞灯

   分光计是用来精确测量角度的仪器，在本实验中用它来测量衍射角。分光计由五部分组成，分别是：底座、平行光管、载物台、望远镜和读数装置。

 

[实验步骤]

   1．调节分光计

    (1) 对照实物熟悉分光计各部分的具体结构和作用。

(2) 用眼睛估计，使载物台、望远镜和平行光管大致垂直于仪器的主轴。

(3) 用自准法调节望远镜，使之能接受平行光。调节要求为当双面反射镜任何一面正对望远镜时，在望远镜的目镜中都能看到十字反射像。

(4) 调节望远镜的光轴使之垂直于仪器主轴。调节要求是：双面反射镜正反两面正对望远镜时，十字反射像都与分化板上方的刻线重合。

 (5) 调节平行光管使之出射平行光。调节要求是：在望远镜中可以看到清晰的狭缝的像，旋转狭缝使得狭缝的像与垂直刻线重合。

    2．测量汞灯各光谱的衍射角。

      (1) 先将望远镜对准中央明纹，然后对准k＝1的绿光，固定望远镜，从左右游标上读取数据，记录在表中。

     (2) 移动望远镜，依次对准黄Ⅰ、黄Ⅱ，从左右游标上读取数据，记录在表中。

    (3) 同理，测量k＝－1的各条谱线的数据。

 

 [实验数据]

 表1  谱线的角位置

谱线 位置	K=-1			谱线 位置	K=1
左游标				左游标
右游标				右游标

 

[数据处理]

 衍射角    

波长    

相对误差 

[注意事项]

 1．分光计各部分的调节螺钮较多，在弄清楚这些螺钮的作用和用法前，不要乱拧乱扳，以免损坏仪器

2．调节狭缝的宽度时，不要用力过大，要轻。

3．请勿用手触摸光栅表面，如要移动光栅，要拿金属底座。

4．肉眼不要长时间直视汞灯，以免被紫外线灼伤眼睛。

 

[分析讨论]

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．用光栅测波长，对分光计的调节有什么要求?