大学物理实验报告答案大全(实验数据及思考题答案全包括)(2)

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若以单色平行光垂直照射在光栅面上，按照光栅衍射理论，衍射光谱中明条纹的位置由下式决定：=dsinψk=±kλ

(a+b)sinψk

如果人射光不是单色，则由上式可以看出，光的波长不同，其衍射角也各不相同，于是复色光将被分解，而在中央k=0、ψ=0处，各色光仍重叠在一起，形成中央明条纹。在中央明条纹两侧对称地分布着k=1，2，3，…级光谱，各级光谱线都按波长大小的顺序依次排列成一组彩色谱线，这样就把复色光分解为单色光。如果已知光栅常数，用分光计测出k级光谱中某一明条纹的衍射角ψ，即可算出该明条纹所对应的单色光的波长λ。实验步骤

(1)调整分光计的工作状态，使其满足测量条件。

(2)利用光栅衍射测量汞灯在可见光范围内几条谱线的波长。

①由于衍射光谱在中央明条纹两侧对称地分布，为了提高测量的准确度，测量第k级光谱时，应测出+k级和-k级光谱线的位置，两位置的差值之半即为实验时k取1。

②为了减少分光计刻度盘的偏心误差，测量每条光谱线时，刻度盘上的两个游标都要读数，然后取其平均值(角游标的读数方法与游标卡尺的读数方法基本一致)。

③为了使十字丝对准光谱线，可以使用望远镜微调螺钉12来对准。

④测量时，可将望远镜置最右端，从-l级到+1级依次测量，以免漏测数据。

数据处理

右1级(k=+1)

λ／nm

λ0／nm

E

62°13′242°18′62°20′242°24′63°29′243°30′67°23′247°28′

577.1574.4543.3433.9

579.0577.9546.1435.8

0.33％0.45％0.51％0.44％

(1)与公认值比较差

λ λE=λ0

其中

λ0为公认值。

(2)计算出紫色谱线波长的不确定度

((a+b)sin )

u(λ)= u( ) =(a+b)|cos |u( )

1π==0.467nm;U=2×u(λ)=0.9×cos15.092 ×60060×180

最后结果为:

1.

请说明理由。答：由(a+b)sinφ=kλ

∵φ最大为90º又∵a+b=1/500mm=2*10m，

∴k=2*10/589.0*10=3.4

2.

-6

-9-6

2

nm

λ=(433.9±0.9)nm

当用钠光(波长λ=589.0nm)垂直入射到1mm内有500条刻痕的平面透射光栅上时，试问最多能看到第几级光谱?并

得k={(a+b)/λ}sinφ

所以sinφ=1

λ=589.0nm=589.0*10m最多只能看到三级光谱。

-9

当狭缝太宽、太窄时将会出现什么现象?为什么?答：狭缝太宽，则分辨本领将下降，如两条黄色光谱线分不开。狭缝太窄，透光太少，光线太弱，视场太暗不利于测量。

3.为什么采用左右两个游标读数?左右游标在安装位置上有何要求?答：采用左右游标读数是为了消除偏心差，安装时左右应差180º。

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