目的
觀察白光經過光柵的分光效果。
實驗
實驗裝置:白光光源、光柵(530條/mm)、單狹縫、凸透鏡。
將白光光源垂直入射於光柵(grating),觀察後方屏幕上所呈的像
原理思考
光柵為何可以分光?
圖一代表以平行光垂直入射光柵,狹縫與狹縫之間的距離為 (:光柵片寬度、:狹縫數),光通過狹縫後在屏幕上任意的觀察點所產生的干涉(interference)。
光柵為狹縫數極大的多狹縫,狹縫之間的距離很小,每個縫所形成的繞射條紋會重疊而互相干涉,主要的干涉亮紋會變得非常狹窄而明亮,其它的干涉亮紋會相對較暗而看不見,因此,出現寬度極窄的干涉亮紋。
若要在點形成一亮點,必需在該點形成建設性干涉,從圖二可知,從相鄰兩狹縫出發光源的光程差是波長的整數倍,(1) 當方程式(1)成立時,可得主要亮紋的位置。 由於各色色光的波長均不相同,因此,在相同的情況下,值會不同,故能看出各色光。
討論
若將光柵置換成其它條數不同的光柵,對此實驗有何影嚮?
關於實驗
1.本實驗所使用的光源為一強光源,在一般教室仍能看出白光分光的效果。所用光柵530條/mm。
2.可同本網站中的雷射光柵干涉、光碟軌道及掌中光譜議做比較。
參考資料
“Fundamental of Physics", 7th ed., John Wiley & Sons, 2005, New York. Ch36.D. Halliday, R. Resnick, J. Walker
指導老師
謝奇文
撰稿
黃時霖