畢業(yè)論文-分光計(jì)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用—以光學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)為例-資料下載頁(yè)
2025-06-06 10:18本頁(yè)面
【正文】 各不相同，于是復(fù)色光被分解，在中央 0, 0k ???處，各色光仍重疊在一起，組成中央明條紋，稱為零級(jí)譜線。在零級(jí)譜線的兩側(cè)對(duì)稱分布著 k = 1，2,3,?級(jí)譜線，且同一級(jí)譜線按不同波長(zhǎng)，依次從短波向長(zhǎng)波散開(kāi)，即衍射角逐漸增大，形成光柵光譜，如圖 46所示。 由光柵方程可看出，若已知光柵常量d ，測(cè)出 k 級(jí)衍射明條紋的衍射角 ? ，即可求出分光計(jì)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 —— 以光學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)為例 16 光波波長(zhǎng) ? 。反之，若已知 ? ，亦可求出光柵常 圖 46 光柵光譜示意圖 量 d 。將光柵方程對(duì) ? 微分，可得光柵的角色散為： cosdkD dd????? （ 42） 角色散是光柵、棱鏡等分光元件的重要參數(shù)，它表示單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)兩單色譜線之間的角距離，由上式可知，光柵常量 d愈小，角色散愈大；此外，光譜的級(jí)次愈高，角色散也愈大。 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步 驟 分光計(jì)及光柵的調(diào)節(jié) (1)按上面所述的要求調(diào)節(jié)好分光計(jì)，即望遠(yuǎn)鏡聚焦于無(wú)窮遠(yuǎn)；準(zhǔn)直管發(fā)出平行光；望遠(yuǎn)鏡和準(zhǔn)直管共軸且與分光計(jì)轉(zhuǎn)軸正交。 (2)調(diào)節(jié)光柵平面與分光計(jì)轉(zhuǎn)軸平行，且光柵面垂直于準(zhǔn)直管。調(diào)節(jié)的方法是 :先把望遠(yuǎn)鏡叉絲對(duì)準(zhǔn)狹縫，再將平面光柵按圖 47 置于載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)螺絲 a 或 b，并將光柵面旋轉(zhuǎn) 1800直到望遠(yuǎn)鏡中從光柵面反射回來(lái)的綠十字像與目鏡中的調(diào)整叉絲重合，至此光柵平面與分光計(jì)轉(zhuǎn)軸平行，且垂直于準(zhǔn)直管，固定載物臺(tái)。 (3)調(diào)節(jié)光柵刻痕與轉(zhuǎn)軸平行。調(diào)節(jié)的方法是 :轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn) 圖 47 平面光柵放置示意圖 鏡，觀察光柵光譜線，調(diào)節(jié)載物臺(tái)螺絲 c，使從望遠(yuǎn)鏡中看到的叉絲交點(diǎn)始終處在各譜線的同一高度，調(diào)好后，再檢查光柵平面是否仍保持與轉(zhuǎn)軸平行，如果有了改變，就要反復(fù)多調(diào)幾次，直到兩個(gè)要求都滿足為止。 測(cè)定光柵常量 d 和角色散 D 根據(jù)光柵方程，只要測(cè)出第 k 級(jí)光譜中波長(zhǎng) ? 已知的譜線的衍射角 ? ，就可求出光柵常量 d 和角色散 D。己知波長(zhǎng)可以用汞燈光譜中的綠線（ ?? ）。衍射級(jí)數(shù)1k?? 或 2k?? 由自己確定。 轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡到光柵的一側(cè)，使叉絲的豎直線對(duì)準(zhǔn)已知波長(zhǎng)的第 k 級(jí)譜線的中心，記錄二游標(biāo)值。將望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)向光柵的另一側(cè)，同上測(cè)量，同一游標(biāo)的兩次讀數(shù)之差是衍射角 ? 的二倍，即： 39。39。1 1 2 214 v v v v? ??? ? ? ???。 重復(fù)測(cè)幾次后取平均值。 昌吉學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 17 測(cè)定光波波長(zhǎng) 由于光柵常量 d已測(cè)出，因此只 要測(cè)出未知波長(zhǎng)的第 k 級(jí)譜線的衍射角 ? ，就可求出其波長(zhǎng)值 ? 。 可以選取汞燈光譜中的幾條強(qiáng)譜線作為波長(zhǎng)未知的測(cè)量目標(biāo)。衍射角的測(cè)量同上。重復(fù)測(cè)量幾次后取平均值。 注意事項(xiàng) (l)放置或移動(dòng)光柵時(shí)，不要用手接觸光柵表面，以免損壞鍍膜。 (2)從光柵平面反射回來(lái)的綠十字像亮度較微弱，應(yīng)細(xì)心觀察。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及分析的相關(guān)表格 表 41 測(cè)量光柵常量 d及角色散 D表格：（已知波長(zhǎng) ? ： ， k取為 ） 項(xiàng)目 № V1 V2 V’1 V’2 39。39。1 1 2 214 v v v v? ??? ? ? ??? sinkd ??? coskD d ?? 1 2 3 光柵常量的平均值 d（ m） 角色散的平均值 D (m1) 表 42 測(cè)量未知波長(zhǎng) ? 表格：（已知光柵常量 d= ， k取為 ，待測(cè)光： ） 項(xiàng)目 № V1 V2 V’1 V’2 39。39。1 1 2 214 v v v v? ??? ? ? ??? sind k ??? （ nm） 1 2 3 波長(zhǎng)的平均值 ? （ nm） 分光計(jì)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 —— 以光學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)為例 18 結(jié) 論 本選題通過(guò)詳細(xì)討論分光計(jì)在 《 棱鏡角的測(cè)量》 、《 棱鏡玻璃折射率的測(cè)定》和《透射光柵實(shí)驗(yàn)》三個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中 的應(yīng)用，闡明了分光計(jì)的基本測(cè)量原理和方法，論述了分光計(jì)是光學(xué)實(shí)驗(yàn)中一種很常用的測(cè)量角度的精密實(shí)驗(yàn)儀器。并通過(guò)本選題的舉例及結(jié)合昌吉學(xué)院物理實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材，編寫出具有本校特色、符合學(xué)生基礎(chǔ)水平的該三實(shí)驗(yàn)的校本實(shí)驗(yàn)講義，希望今后能作為本校物理學(xué)專業(yè)及其他相關(guān)專業(yè)的師生預(yù)習(xí)和完成該三實(shí)驗(yàn)的參考資料。 昌吉學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 19 參考文獻(xiàn) [1] 王穎 ，分光計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究［ J］， 天津：實(shí)驗(yàn)室科學(xué) ， 2021 年 4月 [2] 於黃中 、 陳明光 、 倪新蕾 ，分光計(jì)調(diào)節(jié)難點(diǎn)探討［ J］，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) ， 2021 [3] 王琪琨 ， 分光計(jì)各半調(diào)整法的理論探討［ J］ ，物理實(shí)驗(yàn) ， 1999 年 2 月 [4] 李偉 、 潘玲珠 、 李桂霞 ，分光計(jì)調(diào)節(jié)難點(diǎn)剖 析 ［ J］，實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)， 2021年 [5] 賈小兵 、 楊茂田 、 殷潔 ，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教程［ M］，人民郵電出版社 ， 2021年 [6] 錢鋒 、 潘人培 ，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) [M] ，高等教育出版社 ， 2021 年 [7] 姚安居 、吳慶州 ，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) [M] ，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 ， 2021 年 2月 [8] 楊述武 、趙立竹等編 ，普通物理實(shí)驗(yàn) 3[M] ，高等教育出版社 ， 2021 年 [9] 王廷興 、 郭山河 、 文立軍 ，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) [M] ， 高等教育出版社 ， [10] 張旭峰 、 王志斌等編 ， 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn) [M] ，機(jī)械工業(yè)出版社 ， [11] 江影 、 安文玉等編 ， 普通物理 實(shí)驗(yàn) [M] ，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ， [12] 華中工學(xué)院等編 ，物理實(shí)驗(yàn) [M] ， 高等教育出版社 ， 1991 年 6月 分光計(jì)在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 —— 以光學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)為例 20
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