【实验知识点】 1. 光栅衍射原理:实验基于夫琅和费衍射理论,当单色平行光垂直照射到光栅上时,光线会被衍射形成一系列明暗相间的谱线。衍射条件为dsinθ=Kλ,其中d是光栅常数,θ是衍射角,λ是单色光的波长。K为衍射级数,可取0、±1、±2等整数。 2. 光栅常数:光栅常数d是光栅上相邻两条刻线之间的距离。在本实验中,使用的是d=1/1000厘米的光栅,即1000条刻线每厘米。 3. 汞灯特性:实验光源是GD20低压汞灯,发出的光谱线有特定波长,如5790Å、5770Å、5461Å、4358Å和4047Å等,这些波长的光可用于衍射实验。 4. 分光计操作:分光计用于测量衍射角和调整光源,包括目镜和望远镜的调焦、望远镜光轴与旋转主轴的垂直调整、平行光管的调焦和光轴垂直调整、光栅平面的调节等步骤。 5. 光栅平行性调整:确保光栅平面与转轴平行且垂直于平行光管,通过调整光栅的三个调平螺钉来实现。 6. 刻痕平行性调整:通过观察谱线与望远镜叉丝的关系,调节A下的螺钉使刻痕与转轴平行。 7. 波长测量:通过测量黄光(λy=5790Å)和绿光(λg)在K=±1级衍射时的平均衍射角,结合光栅常数d,根据dsinθ=Kλ求解未知波长。 8. 数据处理与计算:记录实验数据,计算光栅常数d和绿光波长λg,确保数据准确性和一致性。 9. 分光计的应用:分光计可以用于光的反射、折射、衍射、干涉和偏振等多种实验,例如测量棱镜角度、计算棱镜折射率、进行光的偏振实验等。 10. 分光计技术规格:JJY型分光计具有特定的光学参数,如平行光管和望远镜系统的焦距、通光口径、视场等,以及刻度盘的读数精度,还配备了不同附件,如三棱镜、全息光栅等。 通过以上实验,学生能够掌握分光计的操作技巧,理解光栅衍射原理,学会使用光栅常数测量光波的波长,并熟悉数据处理和误差分析的基本方法。
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