衍射光栅测波长误差原因

光栅测定光波波长实验误差分析~

光栅测定光波波长实验的误差分析主要有以下几点误差来源：
1、当光栅平面与入射角不垂直时, 以及平行光管的狭缝与光栅刻痕不平行时都会使测量产生实验误差。
2、当平行光管的狭缝测量值大于真实值, 且入射光偏离光栅平面法线越多, 则产生的实验误差就会愈大。
3、当光栅刻痕的测量值小于真实值时, 且平行光管的狭缝与光栅刻痕的夹角越大, 则测量值λ减小的就越多，即实验误差就越大。

扩展资料
这个实验的主要误差在于用光强来判断两套莫尔条纹重合的光强测量精度。因此，提高测量精度的主要方法是提高光强测量精度。 
干涉条纹重迭法中，单独每一套条纹在空间任一位置对比度都比较好，因此，当两套干涉条纹重合时，对比度是更好的，测量将是更精确。此方法的条件限制是要求试件φ角比较小。
参考资料：中国知网-光栅实验的误差分析

用衍射光栅测光波波长时，由于衍射现象非常明显，衍射条纹间距较大，测量衍射角比较准确，因此光波波长的测量结果也较准确。 单缝衍射测光波波长则没有上述优点，故测量结果往往误差较大。

衍射光栅测波长误差来源有以下原因：

1，栅光谱、绿十字像、调整叉丝 没有做到三线合一；

2，读数时产生的误差；

3，分辨两条靠近的黄色谱线很困难,由此可能造成误差；

4，计算时数据取舍造成的误差；

5，仪器本身精度问题。

衍射光栅是光栅的一种。它通过有规律的结构，使入射光的振幅或相位（或两者同时）受到周期性空间调制。衍射光栅在光学上的最重要应用是作为分光器件，常被用于单色仪和光谱仪上。

扩展资料：

一个理想的衍射光栅可以认为由一组等间距的无限长无限窄狭缝组成，狭缝之间的间距为d，称为光栅常数。当波长为λ的平面波垂直入射于光栅时，每条狭缝上的点都扮演了次波源的角色；从这些次波源发出的光线沿所有方向传播（即球面波）。

由于狭缝为无限长，可以只考虑与狭缝垂直的平面上的情况，即把狭缝简化为该平面上的一排点。则在该平面上沿某一特定方向的光场是由从每条狭缝出射的光相干叠加而成的。在发生干涉时，由于从每条狭缝出射的光的在干涉点的相位都不同，它们之间会部分或全部抵消。

然而，当从相邻两条狭缝出射的光线到达干涉点的光程差是光的波长的整数倍时，两束光线相位相同，就会发生干涉加强现象。

以公式来描述，当衍射角θm满足关系dsinθm/λ=|m|时发生干涉加强现象，这里d为狭缝间距，即光栅常数，m是一个整数，取值为0，±1，±2，……。这种干涉加强点称为衍射极大。

参考资料来源：百度百科-衍射光栅

平行入射光与光栅表面不垂直

十字光标未和分划板上的十字重合
角度读数存在误差

光栅衍射测波长的误差分析与测量改进
2007-1-26 20:00:00 【文章字体：大 中 小】 推荐 收藏 打印

　　实验项目 光栅衍射测波长

　　选做内容 光栅衍射测波长的误差分析与测量改进

　　一、 务与要求

　　1.观察光栅衍射现象，了解光栅的主要特征，加深对光栅衍射原理的理解；

　　2.进一步熟悉和巩固分光仪的调整使用；

　　3.学习用光栅衍射方法测量光波波长，

　　二、 实验条件

　　分光仪、衍射光栅、钠光灯、被侧光源

　　三、 理论依据

　　1.光栅是根据多缝衍射原理制成的一种分光元件，它能产生谱线间距离较宽的匀排光谱。所得光谱线的亮度比棱镜分光时要小一些，但光栅的分辨本领比棱镜大。

　　光栅不仅适用于可见光，还能用于红外和紫外光波，常用于光谱仪上。光栅在结构上有平面光栅，阶梯光栅和凹面光栅等几种、同时又分为透射式和反射式两类。本实验选用透射式平面刻痕光栅或全息光栅。

　　透射式平面刻痕光栅是在光学玻璃片上刻划大量互相平行，宽度和间距相等的刻痕制成的。当光照射在光栅面上时，刻痕处由于散射不易透光，光线只能在刻痕间的狭缝中通过。因此，光栅实际上是一排密集均匀而又平行的狭缝。

　　若以单色平行光垂直照射在光栅面上，则透过各狭缝的光线因衍射将向各个方向传播，经透镜会聚后相互干涉，并在透镜焦平面上形成一系列被相当宽的暗区隔开的间距不同的明条纹。

　　2.当单色平行光垂直入射到光栅上时，在每一个狭缝发生衍射而想各个方向传播。这些光是相干的，用透镜会聚后叠加，在焦平面上形成被相当宽的暗区隔开、细锐明亮的各级明纹。光栅上相邻两缝发出的光（衍射角为φ的光）会聚到屏幕上时的光程差为δ=dsinφ在此点发生相长干涉产生明纹的条件是dsin=k(k=0,±1，±2，……)式中，k为主极大的级次；d为光栅常数；为入射光的波长；表示波长为的第k级衍射光谱的衍射角。

　　因为光栅有N条缝，各缝的a、b都相同，故满足上述两缝发生相长干涉的φ角同时也能使所有的缝都发生相长干涉。N束光干涉与双光束干涉，明纹的位置相同，其不同点在于双光束干涉明纹与暗纹宽度相同，而多束干涉明纹的宽度远小于暗纹宽度。所以与双缝相比，光栅所形成的明条纹极其细锐和明亮。如果入射光不是单色光，可以看出，光的波长不同其衍射角φk也各不相同，于是复色光将被分解。而在中央k=0，φk=0处，各色光仍重叠在一起，组成中央明条纹，在中央明条纹两侧对称分布着k=1、2……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.

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索洪瑞菲： 根据光栅方程,当入射光的波长与光栅缝隙大小相当,会出现比较明显的衍射现象.