Espectrómetro, rejilla, espectrómetro con lámpara de mercurio, rejilla, lámpara de mercurio.
3. Breve descripción del principio y proceso experimental:
1. La rejilla de difracción y la rejilla constante están compuestas por un gran número de rendijas paralelas, de igual ancho y espaciadas. (o muescas de). 1. La rejilla de difracción y la rejilla constante se componen de una gran cantidad de rendijas (o muescas) paralelas entre sí, con diferentes anchos y desplazamientos. El diagrama esquemático se muestra en la Figura 1. El diagrama se muestra en la Figura 1.
Si el ancho de la ranura en la rejilla es a y el espacio entre ranuras es b, entonces d = a, 10 b se llama constante de la rejilla, que es uno de los parámetros básicos de la rejilla. Si la rejilla tiene un ancho de ranura a y una distancia de ranura b, entonces d = a 10 b se denomina constante de rejilla, que es uno de los parámetros básicos de la rejilla.
2. Ecuación de la rejilla y espectro de la rejilla Según la teoría de difracción de la rejilla de Fraunhofer, cuando un haz de luz monocromática paralela incide verticalmente sobre el plano de la rejilla, la onda de luz se difracta y el ángulo de difracción satisface la rejilla. ecuación: 2 . Ecuación de rejilla, rejilla de espectrómetro de rejilla Según la teoría de difracción de Fraunhofer, cuando un haz de luz monocromática paralela incide verticalmente sobre el plano de la rejilla, la luz se difractará. El ángulo de difracción aquí satisface la ecuación de la rejilla:
(. 1), la luz mejorará. (1), se mejorará la luz. donde λ es la longitud de onda de la luz monocromática, que es una serie de franjas brillantes. La fórmula para la longitud de onda λ de la luz monocromática es la siguiente serie marginal. Después de que la lente haga converger las ondas de luz difractadas, se formará una serie de franjas brillantes distribuidas simétricamente en el plano focal, como se muestra en la Figura 2. Después de que la lente haga converger la luz difractada, se separará una serie de franjas simétricas en el plano focal, como se muestra en la Figura 2.
Si la onda de luz incidente contiene varias luces policromáticas de diferentes longitudes de onda, después de la difracción por la rejilla, las franjas brillantes del mismo nivel de luz con diferentes longitudes de onda se ordenarán en un orden determinado para formar líneas espectrales de colores. , que se denominan fuentes de luz incidente. Si la luz que la gente fotografía contiene varias luces policromáticas de diferentes longitudes de onda, entonces a través de la rejilla de difracción, estas diferentes longitudes de onda de luz formarán un espectro de color con una cierta secuencia de franjas especificada por (), que se llama diferencia en el espectro. de la fuente de luz incidente. La Figura 3 es el espectro de difracción de primer orden de una lámpara de mercurio ordinaria de baja presión. La Figura 3 es un espectro diferencial de primer orden de una lámpara de mercurio ordinaria de baja presión. Cada espectro tiene cuatro líneas espectrales características: violeta λ1 = 4358, verde λ2 = 5461; dos amarillas λ3 = 5770, λ4 = 5791. Cada espectro tiene cuatro líneas características: violeta λ1 = 4358, verde λ2 = 5461; amarilla 2λ 3 = 5770, λ 4 = 5791,3. La constante de rejilla y la longitud de onda de la línea espectral característica de la lámpara de mercurio se pueden medir mediante la ecuación (1). Si la luz incide verticalmente sobre la rejilla y se conoce la longitud de onda λ1 en el espectro de primer orden, se puede medir que el ángulo de difracción correspondiente es 0° y se puede calcular la constante de la rejilla D. Por otro lado, si se conoce la constante de la rejilla, la longitud de onda de cada línea característica emitida por la fuente de luz se puede medir mediante la ecuación (1). 3. La línea característica de la constante de la rejilla y la medición de la longitud de onda del mercurio se conocen a partir de la ecuación (1). Si la luz incidente es perpendicular a la rejilla y se conoce el primer espectro de longitud de onda λ1, entonces se puede medir el ángulo de difracción correspondiente y se puede medir la rejilla. calcularse la constante d; por otro lado, si se conoce la constante de la rejilla, la longitud de onda de luminiscencia de la línea característica se puede medir a partir de (1). Las mediciones de ángulos se pueden realizar con un espectrómetro. Utilice un espectrómetro para medir el ángulo.
4.4.Contenido experimental y pasos a.Ajuste del espectrómetro y observación del espectro de difracción de la lámpara de mercurio (1)Ajustar el espectrómetro. a. Ajuste del contenido y procedimientos experimentales del espectrómetro y observación de difracción de mercurio (1) Ajuste del espectrómetro.
(2) Como se muestra en la Figura 4, coloque la rejilla en la plataforma. (2) La rejilla se coloca en la plataforma de carga como se muestra en la Figura 4. Ya sea nivelando los tornillos o haciendo que el plano de la rejilla sea perpendicular al eje óptico del colimador. Mediante tornillos de palanca, plano de rejilla izquierdo y derecho y colisionadores de eje vertical. Luego afloje el tornillo de freno del telescopio, gire el telescopio y observe el espectro de difracción de la lámpara de mercurio. El nivel cero en el medio es blanco. Cuando se gira el telescopio hacia la izquierda o hacia la derecha, se pueden ver cuatro líneas espectrales de colores separadas. Y afloje el tornillo del freno del telescopio, gire la lámpara de mercurio del espectro de difracción del telescopio, el centro (), el punto cero es blanco, gire el telescopio hacia la izquierda y hacia la derecha, podrá ver cuatro líneas de separación de colores.
Si encuentra que las líneas espectrales izquierda y derecha no están en la misma línea horizontal, puede usar los tornillos niveladores para hacer que las dos líneas espectrales estén en la misma línea horizontal. Si se descubre que los lados izquierdo y derecho de la línea espectral no están en la misma línea horizontal, el tornillo nivelador puede hacer que las líneas espectrales de ambos lados estén en la misma línea horizontal.
(3) Ajuste el ancho de la hendidura del colimador. (3) Ajuste el ancho de la rendija del colisionador. La rendija debe ser lo suficientemente ancha como para distinguir dos líneas espectrales amarillas cercanas entre sí. El ancho de la hendidura debe poder distinguir dos líneas amarillas cercanas.
B. Medición de la constante de la rejilla y la longitud de onda espectral (1) Tome la longitud de onda de la línea espectral verde λ = 5461 como se conoce y mida el ángulo de difracción de su espectro de primer orden (). b. Medición de la constante de la rejilla y la longitud de onda espectral (1) Tomando la línea espectral verde con una longitud de onda conocida λ = 5461, mida el ángulo de divergencia de su espectro de primer orden (). Para eliminar la excentricidad, los cursores inferior e inferior deben leerse simultáneamente. Para eliminar diferencias de sesgo, también se deben leer ambos cursores. Escríbelo, escríbelo. En el acta, en el acta. Está medido. siendo medido. ***Repita las mediciones tres veces. Las medidas se tomaron por triplicado.
(2) Se conoce la constante de rejilla calculada mediante la medición del espectro verde. (2) Calcule el espectro de luz verde medido con constantes de rejilla conocidas. Siga los pasos anteriores para medir los ángulos de las líneas espectrales violeta y dos amarillas respectivamente, y repita la medición tres veces. Mida como arriba, hay dos líneas amarillas y moradas en las esquinas, repita la medida tres veces.
4. Procesamiento de datos experimentales y cálculo de errores: 4. Procesamiento de datos experimentales y cálculo de errores
1.1 Registro de datos t 1T-1T-1φ; -65438.
Morado 93 14' 273 14' 78 17' 258 17' 7 28.5' Morado 93 14' 273 14'
Verde 95 8' 275 10' 76 24' 256 24' 9 22,5 'Verde 95 8 ' 275 10 ' 76 24 ' 256 24 ' 9 22,5 '
Amarillo 1 95 42 ' 275 43 ' 75 52 ' 255 53 ' 9 55 ' Amarillo 1 95 42 ' 275 43 ' 75 52 ' 255 53 ' 9 55 '
Amarillo 2 95 45' 275 45' 75 50' 255 50' 9 57,5 'Amarillo 2 95 45' 275 45' 75 50' 255 50' 9 57,5 '
2.2. Consulte la tabla anterior para realizar el cálculo. Para el cálculo, consulte la tabla anterior.
3. Calcular la constante de la rejilla. 3. Calcule la constante de la rejilla.
d=3.3503μm
4. Calcular por separado. 4. Se hicieron cálculos. Se sabe que el verde es λ1. Según la fórmula, la suma y la suma se calculan respectivamente y se comparan con el valor de identificación, y el valor de identificación se expresa como un error porcentual. Los verdes son los valores conocidos de λ1, que se calculan respectivamente según la fórmula, se comparan con los valores aceptables y se expresan como errores percentiles.
=4355 E=0,069 = 4355 E = 0,069
= 5763 E = 0,13 E = 0,13
= 5796 E = 0,087 E = 0,087
Verbo (abreviatura de verbo) expresión de resultados experimentales y discusión de errores: 5.
Expresión de resultados y errores experimentales:
d=3.3503μm
=4355 3 E=0.069 = 4355 3 E = 0.069
= 5763 7e = 0.13 = 5763 7e = 0,13
=5796 5 E=0,087 = 5796 5 E = 0,087
Fuentes de error: 1. El espectro de la rejilla no está estrictamente alineado con la retícula del espectrómetro; fuentes: 1. No existe una alineación estricta entre el espectrómetro de rejilla y la mira del espectrómetro;
2. El valor de la escala vernier es 1', y la preferencia de lectura puede producir un error de 1', especialmente cuando es difícil distinguir dos líneas espectrales amarillas muy adyacentes; 2. El valor de segmentación del cursor es un error de "preferencia de lectura", especialmente es difícil distinguir dos líneas amarillas cercanas;
3. error de los datos del proceso de cálculo; 3, errores de cálculo en la selección de transmisión de datos;
4. Errores causados por la precisión limitada de instrumentos como rejillas y espectrómetros. Instrumentos como los espectrómetros de rejilla limitan los errores de precisión que provocan.