光电子课设--光谱光栅分析.doc

用透射光栅测定光波波长
用平面透射光栅得到日光灯白光的夫朗和费衍射条纹,其中可以清晰的得到汞光谱中的绿线(),钠光谱中的二黄线(,)。若为光栅常数,为衍射角,为光波波长,为光谱级数(),则产生衍射亮条纹的条件为:
(光栅方程)
(1)测量光栅常数
用汞灯光谱中的绿线()作为已知波长测量光栅常数。
测量公式:
(2)测量未知波长
已知光栅常数,测量钠灯光谱中的二黄线波长和。
测量公式:
(3)测量透射光栅的角色散
已知钠光谱中的二黄线的波长差,测出钠光谱中的二黄线的衍射角,求光栅的角色散。
测量公式:
分光计测量光波波长
当一束平行光垂直入射到光栅上,产生一组明暗相间的衍射条纹,原理如图 9— 1所时,其夫朗和费衍射主极大由下式决
定:                        
式中:d:光栅常数           d = a + b
  :衍射角
  m:主极大级次         m = 0 ,1, 2
此式称光栅方程
由(9 — 1)式得:
    
由此可以看出:只要测出任意级次的某一条光谱线的衍射角,即可计算出该光波长。
牛顿环测量钠光灯谱线的波长
根据理论计算可知,在反射光中暗环半径rk与入射光的波长λ和透镜球面的曲率半径R之间的关系是

式中,k为正整数0,1,…,k,称为环的级数。
由上式可知,如果用已知波长的单色产生牛顿环,当已知暗环的半径rk,就可算出透镜球面的曲率半径R;若已知R,测出rk,就可算出产生牛顿环的光波波长λ。
钠光灯谱线的波长为:
用迈克尔逊干涉仪测激光波长
1、光程:折射率与路程的乘积,
2、分振幅干涉:波面的个不同部分作为发射次波的光源,次波本身分成两部分,做不同的光程,重新叠加并发生干涉。
3、等倾干涉公式推导:(如图所示)
次波分成两部分,一部分直接反射从A 点经过透镜到达S ,另一部分透射到B点,再反射到 C点经过透镜待到达S。两部分光的程差为:

因薄膜很薄,两平面的夹角很小,和近似的相等
而

()
对于点光源s镜经和反射后所产生的干涉现象,等效于沿轴向分布的两个点光源和所产生高的非定域干涉。当观察屏垂直于轴放置时,平上一呈现同心的同心纹。自和反射的两光波的光程差为:

双缝干涉测光波长
因为 l>>d , l >>x

当两列波的路程差为波长的整数倍,即dx/l =±kλ,(k=0,1,2…)时才会出现亮纹,亮条纹位置为:x =±kλ
相邻两个明(或暗)条纹之间的距离:
其中:λ---波长,d ---两个狭缝之间的距离,l ---挡板与屏间的距离.
用菲涅耳双棱镜测波长
如图5—8-1所示,将一块平玻璃板的上表面加工成两楔形,两端与棱脊垂直,楔角较小(一般小于1度)。当单色光源照射在双棱镜表面时,经其折射后形成两束好像由两个光源发出的光,即两列光波的频率相同,传播方向几乎相同,相位差不随时间变化,那么,在两列光波相交的区域内,光强的分布是不均匀的,满足光的相干条件,称这种棱镜为双棱镜。
菲涅儿利用图5—8-2所示的装置,获得了双光束的