光柵實驗中儀器裝置

Ⅰ 顯微鏡法測量光柵常量

1測量原理

設被測物體長度為l,經生物顯微鏡放大後成中間像長為l,利用插入生物顯微鏡鏡筒的測微目鏡測量出l,則l=l'/β0

式中β0為測出的物鏡放大倍數。由於測微目鏡的前焦點位置比生物顯微鏡原配目前焦點的位置高許多,因而光學間隔變大了,從近

似公式β0=Δ/f0(f0為物鏡焦距)看出,實際測出的0比所選物鏡上註明的標稱值要大。所以應在實驗中求出0,亦即定標測微目鏡刻度。

用標准石英尺作物,則已知長度l0(可為某兩條刻線的距離),經放大後成中間像長l'0,求出β0=l'0/l0

2測量方法及實驗結果

2.1實驗儀器及用具

XSP-16A型生物顯微鏡,QCJ2型測微目鏡,標准石英尺(全長1mm,共分100格,每格長0.01mm),透射光柵(300條/mm)

2.2求β0

將測微目鏡插入生物顯微鏡鏡筒中,物鏡選用40×,把標准石英尺放在載物台上夾住。按照生物顯微鏡操作規程在測微目鏡視場中看到清晰的石英尺刻度,由測微目鏡的讀數方法取得的數據,如表1所示。

取l0=0.01mm,則|m2-m1|是標准石英尺的相鄰兩刻線間距l0經物鏡放大後的中間像長,由公式得出β0=l'0/l0=0.449/0.01=44.9

需要特別說明的是,在生物顯微鏡的調節過程中,應該注意物鏡的有效工作距離(物鏡標明40×時有效工作距離為0.53mm)。本實驗採用的標准石英尺的玻璃厚度為1.52mm,其刻度線若是刻在向上放置的玻璃正面上,則可被觀察到,若是另一面向上放置,即使物鏡緊貼石英尺,仍有1.52mm距離,那麼就不能被觀察到。同樣,觀察本實驗所用透射光柵(厚度為1.98mm)時也應注意這一點。

2.3測光柵常數d

把標准石英尺換成被測透射光柵,調焦,則觀察到大量相互平行等寬而等間距的刻痕,其中刻痕被認為是不透光部分。讀數取值如圖1所示,測20條刻痕間距,讀數時要注意取值位置,n1是第一條刻痕(豎長方形)左邊的讀數,n2是第20條刻痕(豎長方形)左邊的讀數。那麼,由d=a+b,n1和n2間有19個光柵常數值,即L=19d=19(a+b)。所測數據如表2所示

l=l'/β0=2.927/44.9=0.062(mm)

d=l/19=0.062/19=3.263*10^-6(m)

Ⅱ 利用本實驗裝置如何測定光柵常數

用分光計測量光柵常數d，首先需要調節分光計水平，要求平行光管，載物台和望遠鏡處於同一水平面上。其次，將待測光柵放在載物台中央，測量光柵衍射前幾級衍射條紋的衍射角。最後，可以通過光柵方程求出光柵常數d。

根據光柵方程dsinθ=kλ，用分光計，前面光柵放置，調水平平台到水平，調水平平台轉軸垂直什麼的必要步驟就不說了，然後，用確定光波的光線照射，比如鈉黃線，汞燈。

確定中央0級位置，以這個位置為中心，左右測出正負一級的干涉條紋偏離中心的角度，也就是衍射角，用正負一級的衍射角的平均值當作一級衍射的衍射角，帶入公式，其中k=1，θ是你測到的衍射角，波長λ已知。通過公式就能算出d，也就是光柵常數了。

(2)光柵實驗中儀器裝置擴展閱讀：

衍射光柵是利用光的衍射原理使光發生色散的元件，它是由大量相互平行、等寬、等距的狹縫(或刻痕)構成。它能產生間距較寬的光譜線。可用作分光元件，用來製成單色儀、光譜儀等設備，在光譜分析和光譜測量中有著重要的作用。它不僅適用於可見光波段，也適合於紫外、紅外甚至遠紅外的所有光譜波段。

光柵分光計是用光柵作為分光元件的分光計。一般包括準直管、光柵和會聚透鏡三個部件。準直管形成的平行光經光柵衍射，其衍射規律服從：d(sinθ±sini)=Kλ，式中d是光柵常數；i是入射角，θ是衍射角；若i與θ在光柵平面法線同側，式中取正號，反之取負號。於是波長不同的光偏向不同的方向。再經會聚透鏡而形成譜線。

Ⅲ 怎麼用數碼相機測定光柵常數

實驗G2 光柵衍射法測光柵常數
實驗目的：
1、 初步掌握數碼攝影的基本知識和攝影技巧。
2、 利用數碼圖像處理方法測量光柵常數。 實驗儀器：
光柵、He-Ne激光器、滑軌、偏振片、光屏、坐標紙、白紙、可調支架、數碼相機 Canon PowerShot A630/640、三腳架、計算機(內裝Photoshop、畫圖等軟體)。 實驗原理：（閱讀實驗教材p165~167，回答練習題）
sin/mm1kdn， ，，，
210k。 實驗內容： 1、 布置光路
(1) 熟悉實驗儀器裝置，調出激光通過光柵的衍射圖像，光柵鍍膜面應向著光屏。 (2) 調節光柵到光屏之間的距離，使該距離盡量大的同時，能觀察到±1級衍射光斑。
(3) 調節激光平行於光具座，光柵平面和光屏垂直於光具座。此時，±1級衍射光斑到中央亮斑的距離相等。 2、 拍攝照片
(1) 將數碼相機安裝到三腳架上，並連接電源適配器。 (2) 刪除相機中現有的全部圖像。（設置模式開關為播放，按MENU鍵，再按下移鍵選擇全部刪除，然後按FUNC./SET確認，按右移鍵選擇OK，再次按FUNC. /SET確認。）
(3) 旋轉模式轉盤到P檔；設置感光度ISO值為最低、驅動模式為自拍；關閉閃光燈（）。
(4) 調節三腳架和鏡頭焦距，使相機與衍射光斑平齊，拍攝畫面略寬於±1級衍射光斑的間距，為了減少鏡頭成像的畸變，最好使用中焦拍攝。
(5) 半按快門完成聚焦，全按快門拍攝照片。 3、 測量數據
(1) 測量光柵到光屏之間的距離L：請單眼垂直向下觀察光柵（光屏）平面對齊哪個刻度。
(2) 測量±1級衍射光斑的間距D：用Photoshop打開剛才拍攝的照片，按住吸管工具可以更換為度量工具，用度量工具測量衍射光斑附近坐標紙上（幾個）厘米長度的距離，然後測量±1級衍射光斑的距離，通過比例換算，可得光斑的真實間距D。
(3) 改變鏡頭焦距，再次拍攝照片，測量下一組數據。

Ⅳ 光柵尺的原理及結構

結構：

光柵尺是由標尺光柵和光柵讀數頭兩部分組成。標尺光柵一般固定在機床固定部件上，光柵讀數頭裝在機床活動部件上，指示光柵裝在光柵讀數頭中。右圖所示的就是光柵尺的結構。

光柵檢測裝置的關鍵部分是光柵讀數頭，它由光源、會聚透鏡、指示光柵、光電元件及調整機構等組成。光柵讀數頭結構形式很多，根據讀數頭結構特點和使用場合分為直接接收式讀數頭(或稱硅光電池讀數頭、鏡像式讀數頭、分光鏡式讀數頭、金屬光柵反射式讀數頭）。

原理：

以透射光柵為例，當指示光柵上的線紋和標尺光柵上的線紋之間形成一個小角度θ，並且兩個光柵尺刻面相對平行放置時，在光源的照射下，位於幾乎垂直的柵紋上，形成明暗相間的條紋。這種條紋稱為「莫爾條紋」。

嚴格地說，莫爾條紋排列的方向是與兩片光柵線紋夾角的平分線相垂直。莫爾條紋中兩條亮紋或兩條暗紋之間的距離稱為莫爾條紋的寬度，以W表示。

(4)光柵實驗中儀器裝置擴展閱讀

使用注意事項

（1）光柵尺感測器與數顯表插頭座插拔時應關閉電源後進行。

（2）盡可能外加保護罩，並及時清理濺落在尺上的切屑和油液，嚴格防止任何異物進入光柵尺感測器殼體內部。

（3）定期檢查各安裝聯接螺釘是否松動。

（4）為延長防塵密封條的壽命，可在密封條上均勻塗上一薄層硅油，注意勿濺落在玻璃光柵刻劃面上。

（5） 為保證光柵尺感測器使用的可靠性，可每隔一定時間用乙醇混合液（各50%）清洗擦拭光柵尺面及指示光柵面，保持玻璃光柵尺面清潔。

（6） 光柵尺感測器嚴禁劇烈震動及摔打，以免破壞光柵尺，如光柵尺斷裂，光柵尺感測器即失效了。

Ⅳ 在衍射光柵試驗中，為了調節方便，光柵應在載物台上如何放置

放置方法：調整儀器同軸等高，激光垂直照射在單縫平面上，接收屏與單縫之間的距離大於1m。

衍射光柵在光學上的最重要應用是作為分光器件，常被用於單色儀和光譜儀上。

衍射光柵是對光進行衍射的光學裝置，它包含了一個周期性結構，引起空間振幅或者相位變化。常見的是反射光柵，其中反射表面具有周期性結構，產生的相位變化與位置有關。

還存在透射光柵，這時透射光柵的相位變化與位置有關，也是由於存在表面的周期結構。

(5)光柵實驗中儀器裝置擴展閱讀：

實際應用的衍射光柵通常是在表面上有溝槽或刻痕的平板。這樣的光柵

可以是透射光柵或反射光柵。可以調制入射光的相位而不是振幅的衍射光柵也能生產。

衍射光柵的原理是蘇格蘭數學家詹姆斯·格雷戈里發現的，發現時間大約在牛頓的棱鏡實驗的一年後。詹姆斯·格雷戈里大概是受到了光線透過鳥類羽毛的啟發。

公認的最早的人造光柵是德國物理學家夫琅禾費在1821年製成的，那是一個極簡單的金屬絲柵網。但也有人爭辯說費城發明家戴維·里滕豪斯於1785年在兩根螺釘之間固定的幾根頭發才是世界上第一個人造光柵。