**光栅光谱仪和迈克尔逊干涉仪实验**

**光栅光谱仪**

实验目标 这个光谱仪套件可以进行大量的实验。 首先,可以分析各种各样光源类型和光谱。 合适的光源包括:

  • 白炽灯
  • 紧凑型荧光灯(节能)灯
  • LED灯
  • 包括汞或钠蒸气灯的气体放电管

光谱仪最重要的参数或研究对象是:

  • 狭缝宽度与空间分辨率之间的关系。
  • 狭缝宽度与光谱强度之间的关系。
  • 光栅常数与空间分辨率的关系。
  • 观察衍射级之间的差异。
  • 通过光栅计算谱线的波长方程借助于光栅。

实验原理

  • 双缝

光线以平面波阵面的形式撞击双狭缝(图a)。 依据惠更斯原理,每个狭缝也是基本球形波的起源简称为基本波。 这两个基本波在后面传播切割并重叠。 建设性的和破坏性的干涉领域被创造出来当在屏幕上查看图像时会导致明亮和黑暗的区域。 我们考虑任何点P在狭缝后面,这是迄今被删除,我们可以观察波列车平行地从狭缝发出(图b)。 这时光程差Δs=g*sinθ借助几何光学,我们可以很容易地看到我们获得的对波长的整数倍和对破坏性的建设性干扰半整数倍数的干扰。 最大

最小

这也很容易理解,因为在最大强度的点上,如果波列的相位差为一周期波,则“波峰与波峰相遇”如果波长是一半波长,则“波峰与波谷相遇”。

  • 光栅干涉

拓展到N个缝如下图

就像双狭缝的情况一样,波列的路径也不同单个狭缝也必须是入射光波长的整数倍在光栅的情况下为了获得相长干涉。 对于最大值,下面的光栅方程是有效的:

这里,g是光栅间距,λ是入射光的波长,而n是在角度下观察衍射级数θn。 总之,光谱分离在光栅由狭缝衍射产生。 从这个相关性来看,立即显而易见的是角度θn依赖于入射光的波长。 如果我们检查由许多组成的光波长,就像我们要检测的光源一样,这些波长 在空间上分裂,我们获得一个谱。 无论如何这些特征都适用无论光栅是透射还是反射。 另外,很明显较大的波长也会导致较大的偏转角度.

实验仪器

实验内容

  • 光谱仪的设置和调整。
  • 观察几个衍射级。
  • 观察光谱仪的分辨率取决于哪些量根据。
  • 观察紫外线谱线:将一张白色的纸张粘贴在纸上观察屏幕。漂白剂通过吸收紫外线并发出荧光蓝色可见光,使紫外线谱线可见。
  • 最后但并非最不重要的是,分析各种光源的光谱组成。

主要实验内容参考下面报告

**报告**

15307116001-郑革.pptx

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course/demo/projects/2018/michelson_interferometer_and_grating_spectremeter.txt · 最后更改: 2018/05/21 11:04 由 jh1966127
 
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