大学物理光学的衍射论文1000字

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试验十：光栅衍射

一、试验目的

1．观看光线通过光栅后的衍射光谱。2．学会用光栅衍射测定光波波长的方法。3．学会用光栅衍射原理测定光栅常数。4．进一步熟识分光计的调整和使用方法。

二、试验仪器

分光计光栅钠光灯平面反射镜

三、试验原理

光栅是有大量的等间隔、等宽度的狭缝平行放置组成的一种光学元件。设狭缝宽度（透光部分）为a，不透光部分为b，则a?b为光栅常数。

设单色光垂直照耀到光栅上，光透过各个狭缝后，向各个方向发生衍射，衍射光经过透镜后会聚后相互干涉，在焦平面上形成一系列的被相当宽的暗区分开的光明条纹。

衍射光线与光栅平面的夹角称为衍射角。设衍射角为?的一束衍射光经透镜会聚到观看屏的点。在P点消失明条纹还是暗条纹打算于这束衍射光的光程差。

由于光栅是等宽、等间距，任意两个相邻缝的衍射光的光程差是相等的，两个相邻狭缝的衍射光的光程差为(a?b)sin?，假如光程差为波长的整数倍，在P点就消失明条纹，即

(a?b)sin???k?

(k?0,1,2,?)这就是光栅方程。

从上式可知，只要测出某一级的衍射角，就可计算出波长。

四、试验步骤

1、调整分光计。

使望远镜、平行光管和载物台都处于水平状平行光管发出平行光。2、安置光栅

将光栅放在载物台上，让钠光垂直照耀到光栅可以看到一条光明而且很细的零级光谱，左右转动镜观看第一、二级衍射条纹。

（

态，

）上

。

望远

3．测定光栅衍射的第一、二级衍射条纹的衍射角?，并记录。

五、数据记录

?1?[(?1??1)（右边读数）+(?1??1)（右边读数）]/4?2?[(?2??2)（右边读数）+(?2??2)（右边读数）]/4

六、数据处理

将上表中的?1、?2分别代入光栅方程(a?b)sin??k?计算出6个波长，（a?b?

1

mm）300

?1??2??3??4??5??6?

计算平均波长：?

肯定误差：???（取平均波长与6个波长的差中的最大者）相对误差：E??

??

?100%?

结果表示：??(???)nm?nm。

七、思索题

试验十一：迈克尔逊干涉

一、试验目的

1、把握迈克尔逊干涉仪的干涉原理，学习其使用方法；

2、观看迈克尔逊干涉仪的等顷干涉的特点；3、测量He?Ne激光的波长。

二、试验仪器

迈克尔逊干涉仪多光束激光电源

三、试验原理

迈克尔逊干涉仪主要光路如图，G2G1为分光板，

为补偿板。由激光源S发出的光线1入到背面有镀膜的分束镜G1上，光线被分为光线2和光线3。光线2由G1反射到反射镜M1，再经M1反射，穿过G1到达观测屏E。光线3由G1透射，经G2入射到M2上，经M2反射，穿过G2，由G1反射到E。光线2，3在E相遇，这两束相干

光产生干涉。这两束光可以认为是从M1和M2的虚象M2反射的反射光。由于M1和M2严格垂直，因此M1和M2严格平行，全部经M1和M2的反射光经透镜会聚到焦平面E上，不同入

射角的光线会聚到E的不同位置，相同入射角的光线形成等倾条纹，其外形为一系列的同心圆环。当入射角为i时，光程差满意??2dcosi?k?时，在焦平面上形成亮条纹。i?0时，

??2d?N?。当M1移动时，可以看到干涉条纹从中心一环一环的“冒出”或“陷进”，M1每移动?/2，中心就会“冒出”或“陷进”一环条纹，因此测量M1移动的距离?d和条纹变化的条数?N可以计算出入射光的波长，即??

2?d

。?N

四、试验步骤

1、调整干涉仪调整干涉仪下面的三个调平螺钉，使干涉仪处于水平状态。转动粗调手轮使M1的指针在30--40mm。

2、仪器调整打开电源，点亮激光器，使激光经G1反射和透射后能照亮M1和M2的大部分。移开观测屏E，可以看到由M1和M2反射的两排光点，调整M1和M2后的三个调整螺钉，选两排光点中亮度最大的两个光点重合。从观测屏E上能看到干涉条纹。

3、测量He-Ne激光波长

刻度基准线零点校准，转动微调手轮使对准“0”刻度，在转动粗调手轮使刻度线对准某

一刻度。转动细调手轮，直到能看到干涉条纹从中心一环一环的“冒出”或“陷进”。并将中心调为暗斑，记录M1的所在位置坐标。转动细调手轮，使干涉条纹从中心一环一环的“冒出”或“陷进”，每中心“冒出”或“陷进”100个环记录一次数据。记录10次数据。

五、数据记录

六、数据处理

2?di?106

(nm)计算出5个波长依据?i?

500

?1??2??3??4??5?