掌中光譜儀

掌中光譜儀

目的

簡單的光譜(spectrum)分析

 

實驗

將掌中光譜儀的開口處對準光源,觀察光源所形成的光譜

1.以日光燈為光源的光譜.光譜儀為第一版v.1

2.以白熾燈為光源的光譜.光譜儀為第一版v.1

3.光譜儀為第三版v.3

 

原理思考

看似彩虹的光是如何得到的?

 

fig117

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),光通過在屏幕上任意之觀察點產生干涉(interference)。光柵為一狹縫數很大的多狹縫,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。

fig212

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,故能看出各色光的差異。 

 

討論

若將此光柵置換成其它條數不同的光柵,對此實驗有何影響?

 

關於實驗

1.可同本網站中的白光分光雷射光柵干涉光碟軌道做比較。

2.Portable pop-up spectroscope

 

參考資料

“Optics", 4th ed., Addison Wesley, 2002, U.S.A., Ch10.E. Hecht

Portable pop-up spectroscope

 

製作

v.1 黃時霖

v.2 曾助理

v.3 朱慶琪

 

指導老師

朱慶琪

 

撰稿

黃時霖、朱慶琪