汞光谱波长的测量实验报告目录 实验背景与目的 实验内容与步骤 实验数据与处理 实验感想 实验原理 汞光谱波长的测量 实验背景与目的 实验背景 本实验利用光栅把汞原子发出的光线分解成原子衍射光谱。衍 射光栅是摄谱仪、单色仪的重要元件之一。光栅衍射原理也是 晶体X射线结构分析、近代频谱分析和光学信息处理理论的基础 实验目的1.观察光栅的衍射光谱, 理解光栅衍射基本规律; 2.进一步熟悉分光计的调节与使用; 3.测定光栅常量和汞原子光谱部分特征波长。 实验原理 (一)衍射光栅、光栅常数 光栅由大量相互平行、等宽、等距的狭缝(或刻痕)构成。原制光栅是用金 刚石刻刀在精制的平行平面的光学玻璃上刻划而成的。刻痕处,光射到它上 面向四处散射而透不过去,两刻痕之间相当于透光狭缝。 光栅上若刻痕宽度为 ,刻痕间距为b,则d=a+b称为光栅常量,它是光栅基本参数之一。 实验原理 (二)光栅方程,光栅光谱 根据夫琅禾费光栅衍射理论,当一束平行单色光垂直入射 到光栅平面上时,光波将发生衍射。光衍射角φ 满足光栅 方程 dsinφ 时,光会加强。式中,λ为单色光波长;k是明条纹级数。 衍射后的光波经透镜会聚后,在焦平面上将形成分隔较远 的一系列对称分布的明条纹,如图 光栅常数 平行光束光栅 实验原理(二)光栅方程,光栅光谱 如果入射光波含几种不同波长的复色光,则经光栅衍射后 ,不同波长光的同一级(k)明条纹将按一定次序排列,形 成彩色谱线,称为该入射光源的衍射光谱。图是其中待测 量的普通低压汞灯的第一级衍射光谱。它每一级光谱中有 四条特征谱线:紫色λ =5460.7,黄色两条λ =5790.7。实验原理 (三)光栅常量与汞灯特征谱线波长的测量 若光垂直入射到光栅上,而第一级光谱中波长λ 已知,则 测出它相应的衍射角为φ ,就可以算出光栅常数d;反之, 若光栅常数已知,则可得出光源发射的各特征谱线的波长 角的测量可由分光计进行。