实验6用透射光栅测光波波长
光的衍射现象是光波动性质的一个重要表征。在近代光学技术中，如光谱分析、晶
体分析、光信息处理等领域，光的衍射已成为一种重要的研究手段和方法。衍射光栅是
利用光的衍射现象制成的一种重要的分光元件。光栅相当于一组数目众多的等宽、等距
和平行排列的狭缝。光栅分应用透射光工作的透射光栅和应用反射光工作的反射光栅两
种，本实验用的是透射光栅。
利用光栅分光制成的单色仪和光谱仪已被广泛应用，它不仅用于光谱学，还广泛用
于计量、光通信、信息处理、光应变传感器等方面。所以，研究衍射现象及其规律，
在理论和实践上都有重要意义。
预习要点
1、什么是光栅？它的作用是什么？
2、光栅光谱有什么特点？
3、分光计的作用是什么？如何调节？什么是渐近法？
4、分光计的读数原理。设两个游标的原因。
实验目的
1．了解分光计的结构；学会分光计的调节和使用方法。
2．加深对光的衍射和光栅分光作用基本原理的理解。
3．学会用透射光栅测定光波的波长及光栅常数。
实验仪器
分光计，平面光栅，汞灯。
实验原理
光栅相当于一组数目众多的等宽、等距和平行排列的狭缝，被广泛用在单色仪、摄
谱仪等光学仪器中。光栅分应用透射光工作的透射光栅和应用反射光工作的反射光栅
L1
G
L2

两种，本实验用的是透射光S
栅。如图1所示，自透镜L1
射出的平行光垂直地照射在
db
P
光栅Ｇ上。透镜L2将与光栅法线成θ角的衍射光会聚于
图5171
其第二焦平面上的Pθ点。由
光栅方程得知，产生衍射亮条纹的条件为
dsi
k（k＝1，2，…，
）
（1）
式中角是衍射角，是光波波长，k是光谱级数，d是光栅常数，因为衍射亮条
纹实际上是光源狭缝的衍射象，是一条锐细的亮线，所以又称为光谱线。
当k＝０时，任何波长的光均满足（1）式，亦即在0的方向上，各种波长的光
谱线重叠在一起，形成明亮的零级光谱，对于k的其它数值，不同波长的光谱线出现在
不同的方向上（的值不同），而与k的正负两组相对应的两组光谱，则对称地分布在
零级光谱的两侧。若光栅常数d已知，在实验中测定了某谱线的衍射角和对应的光谱
级k，则可由（1）式求出该谱线的波长；反之，如果波长是已知的，则可求出光
栅常数d。
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f仪器介绍分光计是一种常用的光学仪器，实际上就是一种精密的测角仪。在几何光学实验
中，主要用来测定棱镜角、衍射角等等，而在物理光学实验中，加上分光元件（棱镜、光栅）即可作为分光仪器，用来观r