余春明 王祥 司民真

(楚雄师院物理与电子科学系 云南 楚雄 675000)

引言

光栅是一种应用非常广泛且重要的分光元件，是大学物理及普通物理实验教学中的重点内容之一.衍射光栅是利用单缝衍射和多缝衍射干涉原理使光发生色散的元件，即在透明板上刻有大量等宽度、等间距的平行刻痕，每条刻痕不透光，光只能从刻痕间的狭缝通过，即光栅是大量相互平行、等宽度、等间距的狭缝组成.在实验室大多是用透射光栅在分光计上测光波波长.本文把透射光栅当作反射光栅并用来测量激光波长.

1 实验原理

当He-Ne激光垂直照射到光栅上，可以在贴有坐标纸的光屏(指反射衍射接收光屏)上观察到一个个与激光光源横截面积大小差不多的衍射光点，如图1.

图1

调整接收光屏和光栅的距离及光栅和光源的距离使衍射光点最小且能成一直线呈现在接收光屏坐标纸的有效实验区域内，选择最亮的衍射光点，用削尖的铅笔在坐标纸上对其进行“描心”(心指衍射光点的中心)，这些光点满足光栅方程[1]

dsinθ=kλ(k=0，±1，±2,…)

(1)

式中d为光栅常量，实验室测得d=3.3×10-3mm，θ为衍射角(衍射光与光栅平面法线之间的夹角)，k是衍射光点的级数，λ为待测激光波长.

由图2可知

(2)

式中ak表示衍射光点到零级衍射光点的距离，b表示零级衍射光点到光栅的垂直距离；ak从坐标纸上读得，b用毫米刻度尺测得.所以

( 3)

图2

2 实验部分

首先调节仪器，使入射激光与光栅垂直并与光屏垂直(初步调节是使射到接收……