实验器材

    游标卡尺,线状灯丝白炽灯泡及灯座,电源,红色与兰色滤光片.

实验原理

    利用线状白炽灯的目的是当卡尺卡脚形成单缝与灯丝平行时,可产生较长条纹光带.

实验指导

    1.本实验最好在遮光实验室中进行,观察时距离光源远一些为好(3m左右),以免光太强,使衍时条纹观察不清.
    2.实验时,游标卡尺卡脚间形成单缝应与灯丝处于平行位置,并且应离眼睛近一些.

    1、当游标卡尺两测脚间的狭缝宽度从0.1毫米逐渐增加到0.8毫米的过程中，通过狭缝观察同一线状光源的情况是：（     ）
    A、衍射现象逐渐不明显，最后看不到明显的衍射现象了。
    B、衍射现象越来越明显。
    C、衍射条纹的间距随狭缝变宽而逐渐变小。
    D、衍射条纹的间距随狭缝宽度变宽而变大。

    2、“用卡尺观察光的衍射现象”实验，下列哪种说法是对的？（      ）
    A、光源以线状白炽灯为最好，即细而直的光源较好；
    B、除线状白炽灯外，其它光源观察不到光的衍射现象；
    C、卡尺两脚间的狭缝与线状光源垂直时，观察效果较好；
   D、卡尺两脚间的狭缝应紧靠在眼睛上；
   E、卡尺两脚间的狭缝应紧靠在光源上

    3、双缝干涉条纹与单缝衍射条纹的关系正确的是：（      ）
    A、白色光的干涉条纹和衍射条纹都是彩色条纹；
    B、单色光的干涉条纹和衍射条纹都是明暗相间的条纹；
    C、双缝干涉条纹宽度均匀，单缝衍射条纹中间窄两侧宽；
    D、双缝干涉条纹两侧的亮度比中心条纹亮度大，单缝衍射条纹的中心条纹比两侧条纹亮度大。 

光   栅

一、光的衍射
    光线能绕过障碍物，偏离直线方向传播的现象叫光的衍射现象。
    只有当障碍物的尺寸大小与光波的波长在数量级上很接近时，才能观察到明显的衍射现象。因为光波的波长都很小，故在一般的光学实验中均表明光线在均匀的媒质中沿直线传播，但当障碍物的大小比入射光的波长大得不很多时，如小孔、狭缝、小圆屏、毛发、细针等，就可看到明显的衍射现象。

二、光栅的结构、光栅常数、光栅的特点及用途
    光栅是根据多缝衍射的原理制成的一种分光光学元件。它能产生光谱谱线间距很宽的匀排光谱。所得光谱的亮度虽比三棱镜分光时要小，但光栅的分辨本领比三棱镜大。特别是光栅不仅适用于可见光区，它还能适用于红外线和紫外线区的光波。常把它用在光谱仪上。
    光栅从结构上的不同可把它分为平面光栅、阶梯光栅、凹面光栅等好几种。同时还可分为透射式和反射式两大类。本实验选用透射式平面刻痕光栅。
    透射式平面光栅是在两表面严格平行的光学平面玻璃上，刻划大量相互平行，宽度、间距相等的刻痕制成。当光线照射在光栅表面上时，其刻痕处由于散射而不易透光，即光线只能在相邻两刻痕间的狭缝中通过，因此光栅又是一排密集、均匀而又平行的狭缝，如下图所示。

    若狭缝的宽度为a，相邻两狭缝之间的间距为ｂ，则d＝a＋b就叫做光栅常数。
    一般现在使用的光栅采用全息照相的办法，即在一张白纸上画很多条黑白相间的平行直线，且每条直线严格均匀分布，再用高度缩小的办法将其拍摄下来。其规格有每1mm宽范围内分别有600、或300、或100条等狭缝。

三、光栅衍射原理
    衍射光栅是根据多缝衍射的原理制成的一种光学元件。它能产生谱线间距较宽的匀排光谱。所得光谱线的亮度虽然比用三棱镜分光时要小，但光栅的分辨本领比棱镜大。所以光栅衍射原理是晶体X射线结构分析和近代频谱分析与光学信息处理的基础。以衍射光栅为色散元件组成的摄谱仪和单色仪也是物质光谱分析的基本仪器之一。
    如在分光计上，从光源发出的光经平行光管产生平行光后，再垂直地入射到光栅平面时，透过光栅狭缝后的光线，因产生衍射而向各个方向传播，经望远镜物镜会聚后又相互干涉，形成一系列被相当宽的暗区隔开的、间距不同的明暗条纹。这些条纹就叫光栅衍射后的光谱线。