衍射光栅研究

光栅特性的研究

衍射光栅是指平行、

等宽而又等间距的多狭缝元件。

光栅通常用于研究复色

光谱的组成，进行光谱分析。还可以通过光栅获得特定波长的单色光。所以，光

栅是一个重要的分光元件。

光栅按其结构分类，

可分为平面光栅，

阶梯光栅和凹面光栅，

按衍射条件分

类，又可分为透射光栅和反射光栅。

[

实验目的

] 

    1

．学习如何选择实验方法测定光学元件特性参数．

    2

．学习如何通过实验加深对理论规律的理解。

[

实验要求

] 

    1

．选择一定的方法和仪器，测出所给衍射光栅的四个主要特性参数；光栅

常数

d

，角色散率

ψ

，分辨本领

R

及和衍射效率

η

。

    2

．利用所给光栅测量钠光灯的钠双线波长，或汞灯谱线的各个波长，或

He

—

Ne

激光器的激光波长。要求测量结果的精确度

E

λ

≤

0.1

％。

．

    3

．从理论上算出在给定的光栅和波长

(

汞灯

)

的条件下，能观察到的光栅最

高衍射级数，并用实验加以检验。

    4

．观察分辨本领

R

与光栅狭缝数目

N

的关系。挡住光栅的一部分，减少狭

缝数目

N,

观察钠光灯的钠双线随

N

的减少而发生的变化．

 [

实验提示

] 

根据夫琅和费光栅衍射理论，

当一束平行光垂直入射到光栅平面上时，

光栅

将发生衍射。衍射光波中亮条纹的位置由下列方程





k

d



sin

(

,

0

(



k

±

1

，±

2

…

)

决定。其中缝距

d

称为光栅常数，



为衍射角，

k

为衍射光谱的级数，



为

入射光的波长。有关光栅的几个特性参数说明如下：

    1

．光栅常数

d

。

d=a+b

，

a

为光栅狭缝宽度，

b

为相邻狭缝间不透明部分宽

度。

    2