汞光譜波長的測量實驗報告目錄實驗背景與目的實驗內容與步驟實驗數據與處理 實驗感想實驗原理汞光譜波長的測量實驗背景與目的實驗背景本實驗利用光柵把汞原子發出的光線分解成原子衍射光譜。衍射光柵是攝譜儀、單色儀的重要元件之一。光柵衍射原理也是晶體X射線結構分析、近代頻譜分析和光學信息處理理論的基礎。實驗目的1.觀察光柵的衍射光譜，理解光柵衍射基本規律；2.進一步熟悉分光計的調節與使用；3.測定光柵常量和汞原子光譜部分特征波長。實驗原理（一）衍射光柵、光柵常數光柵由大量相互平行、等寬、等距的狹縫（或刻痕）構成。原制光柵是用金剛石刻刀在精制的平行平面的光學玻璃上刻劃而成的。刻痕處，光射到它上面向四處散射而透不過去，兩刻痕之間相當于透光狹縫。光柵上若刻痕寬度為a，刻痕間距為b，則d=a+b稱為光柵常量，它是光柵基本參數之一。實驗原理（二）光柵方程，光柵光譜根據夫瑯禾費光柵衍射理論，當一束平行單色光垂直入射到光柵平面上時，光波將發生衍射。光衍射角φ滿足光柵方程dsinφ=kλ,k=0,±1,±2,…時，光會加強。式中，λ為單色光波長；k是明條紋級數。衍射后的光波經透鏡會聚后，在焦平面上將形成分隔較遠的一系列對稱分布的明條紋，如圖光柵常數d平行光束光柵a+b衍射角φφ實驗原理（二）光柵方程，光柵光譜如果入射光波含幾種不同波長的復色光，則經光柵衍射后，不同波長光的同一級（k）明條紋將按一定次序排列，形成彩色譜線，稱為該入射光源的衍射光譜。圖是其中待測量的普通低壓汞燈的第一級衍射光譜。它每一級光譜中有四條特征譜線：紫色λ紫=4358.3?，綠色λ綠=5460.7?，黃色兩條λ黃1=5769.6?和λ黃2=5790.7?。實驗原理（三）光柵常量與汞燈特征譜線波長的測量若光垂直入射到光柵上，而第一級光譜中波長λ已知，則測出它相應的衍射角為φ，就可以算出光柵常數d；反之，若光柵常數已知，則可得出光源發射的各特征譜線的波長λ。φ角的測量可由分光計進行。實驗內容與步驟1.分光計調整與汞燈衍射光譜觀察1）認真調整好分光計；2）將光柵放于載物臺上。轉動載物平臺，使光柵平面與平行光管的光軸垂直。轉動望遠鏡，使望遠鏡與平行光管的光軸在同一直線上，觀察中央明條紋（k=0），然后左右轉動望遠鏡，可見分立中央明條紋兩側的待測譜線。若發現兩邊光譜線亮暗不均，說明光柵平面和平行光管的光軸沒有完全垂直。緩慢轉動載物平臺，觀察兩側光譜線直至兩側光譜線亮暗一致。若發現左、右兩邊光譜線不在同一水平線上時，可通過調節平臺下的調平螺絲，使兩邊譜線處于同一水平線上。3）調節平行光管狹縫寬度，以能夠分辨出兩條緊靠的黃色譜線為準；實驗內容與步驟2.汞光譜波長的測量1）將望遠鏡向右（或左）一直移動到第二級衍射譜線的第二根黃光開始測量，依次向左（或右）一直移動直至所有譜線測完為止。將所測數據記錄于表2）根據光柵方程dsinφ=kλ計算出各譜線對應的波長，并求出測量值與公認值的百分誤差。

計算測得波長的平均值及其百分誤差。

實驗內容與步驟2.汞光譜波長的測量1）將望遠鏡向右（或左）一直移動到第二級衍射譜線的第二根黃光開始測量，依次向左（或右）一直移動直至所有譜線測完為止。將所測數據記錄于表2）根據光柵方程dsinφ=kλ計算出各譜線對應的波長，并求出測量值與公認值的百分誤差。

計算測得波長的平均值及其百分誤差。

實驗數據與處理實驗數據與處理實驗數據與處理實驗數據與處理實驗感想大學物理實驗是培養我們動手能力的好機會。在汞光譜波長的測量實驗中