知电压（或电动势）按下式表示：
Ux=（步进盘读数＋滑线盘读数）×倍率
5.倍率开关旋向“G1”时，电位差计处于×1位置，检流计短路。倍率开关旋向“G0.2”时，电位差计处于×0.2位置，检流计短路。在未知端可输出标准直流电动势（不可输出电流）。
6.在连续测量时，要求经常核对电位差计工作电流，防止工作电流变化。
实验14 《用钢板尺测量激光的波长》实验提要
课题的提出和依据
光是一种电磁波，光在真空中的波长不同，性质也不同．如波长小于390nm的光波叫紫外光，它有杀菌作用；波长大于770nm的光波叫红外光，它能传递热量．波长在390nm至770nm之间的光波是人眼可见的，叫可见光，不同波长有不同的颜色：如波长为390～446nm的光是紫色的，波长为620～770nm的光是红色的，橙、黄、绿、蓝各色依次排列其间，都由其波长决定，而与其强度、方向等因素无关．由此可见，光的波长是决定光波性质的最重要的参数之一．那么，怎样才能测出光的波长呢?可见光在真空中(或空气中)的波长只有万分之几毫米，这么短的长度又怎么用毫米刻度尺去测量呢?
本实验用最小分度为0.5 mm的普通钢尺“量”出只有0.000 6 mm左右的波长，而且看到了反射角不等于入射角的“奇怪”现象．它说明，反射定律只是在一定条件下才成立的，如果反射面上刻有许多很细而且等间距的刻痕，就可使不同波长的光反射到不同的方向去，这就是现代高科技中常用的光学元件——“光栅”的雏形．光栅是一种比棱镜更好的分光器件。如果利用光栅的衍射原理就不难用普通的钢尺测量出激光的波长。
实验课题及任务
《用钢板尺测量激光的波长》实验课题任务是，利用光的波动性，用一把钢板尺，通过用激光照射钢板尺的带有刻度的一面而反射到光屏上的衍射花样，根据激光的相干性和反射光的干涉原理，经过分析，找出规律，测量出激光的波长。
学生根据自己所学知识，设计出《用钢板尺测量激光的波长》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
实验原理提示
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众所周知，用一把普通的钢尺，可以方便地测量出一本练习簿的长度和宽度，而要测量它的厚度就有些困难了，因为钢尺上两相邻刻线的间距是0.5 mm或l mm，而一般练习簿的厚度也不过l mm左右，所以很难测准．现在要用这把钢尺去测量只有万分之几毫米的光的波长，这看来似乎是不可能的。
如果实验利用光的波动性质，用一把普通的钢尺就能够巧妙地把这么短的波长测出来．它的测量原理如图16-1所示：
让一束激光照到钢尺的端部，其中一部分激光从钢尺上方直接照到观察屏上的－
S0点，其余激光从钢尺表面反射到屏上．在
屏上除了与－S0对称的S0点有反射亮斑外，还可看到一系列亮斑S0、S1、S2、S3??Sn.。这是因为，尺上是有刻痕的(刻痕的间距是d=0.5 mm)，光在两刻痕间的许多光滑面上反射，这些反射光如果相位相同(即波峰与波峰相遇，波谷与波谷相遇)，则它们会相互叠加而加强，形成亮斑，否则会相互抵消而减弱．由图16-2可知，从光源某一点A发出而在相邻光滑面B、B’反射的光，到达屏上C点时所经过的路程差(称为光程差)为：
△=ABC－AB/C=BD/一DB/=d(cos?一cos? ) (1)
若△恰好等于零或等于波长?的整数倍，则这些反射光的相位就相同，屏上C点就会出现亮斑．显然，在???处，△=0，这就是在S。处的亮斑．在S1、S2、S3、S4、??处，必有：
△=?，△=2?，△=3?，△=4???．
因此，由(1)式可知：
d(cos?一cos?1 ) =? (2) d(cos?一cos?2 ) =2? (3) d(cos?一cos?3 )=3? (4) d(cos?一cos?4 ) =4? (5)
其中d=0.5 mm是已知的，因此，只要测出?和?1、?2、?3、?4??就可从以上各式算出波长
?的值．实验中，使尺与屏垂直，则：
tan??hL (6)
其中，L是尺端到屏的距离，h是各亮斑到O点的距离，而O点位于S。点和一S。点的中心．量出各亮斑间的距离即可求得各?值，而对应于亮斑S。的?就是?。
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设计要求
⑴ 写出该实验的实验原理，推导出波长?的计算公式。确定待测的物理量。
⑵ 选择实验测量仪器要符合精度要求，测量值相对误差在1%之内，并说明选择仪器的理由，确定相应物理量的测量仪器。
⑶ 写出实验内容及步骤。设计的实验步骤要具有可操作性(写出测量时实验装置的摆放及其位置角度、应该注意的事项及实际测量的方法等)。
⑷ 设计出实验测量原始数据的表格。
⑸ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
测量仪器的选择及提示
小型半导体激光器一支，普通钢尺一把，卷尺一把，胶带纸若干，纸若干，垫高物等。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
参考文献
《基础物理实验》 沈元华 陆申龙 主编 高等教育出版社
实验15 《目测法测透射光栅常数》实验提要
实验课题及任务
《目测法测透射光栅常数》实验课题任务是，给定一个光栅和光源(如汞灯、钠灯或激光器等)，根据光源的已知光谱，在没有分光计和其它测量仪器的情况下，仅利用米尺和自制实验器材，结合直接目视法，测量透射光栅的光栅常数。该实验还可以已知光栅常数测量未知谱线的波长。
学生根据自己所学知识，设计出《目测法测透射光栅常数》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过在实验室用目测的方式观察光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观察实验现象，通过实验现象的观察，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才能写出实验原理。)
⑵ 选择实验测量仪器，仅限于光栅、米尺(10m/0.005m或3m/0.001m)、光源(汞灯、钠灯或激
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光器)的选择，可以自制辅助器件。
⑶ 设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑷ 测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。 ⑸ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器的选择及提示
⑴ 光栅：实验室给定，光栅参数为：300/mm ⑵ 米尺：3m/0.001m或10m/0.005m任选， ⑶ 光源：钠灯、汞灯、激光器，任选。
⑷ 可以自制实验器材，如带刻度的条型光屏，也可以借助现有实验室的条件。 实验所用公式及物理量符号提示
⑴ 光栅方程: d?sin??k? (k=0、?1、?2、?3、??)
b为相邻缝间不透明部分的宽度)为相邻狹缝之间的距离，式中d?a?b(其中a为光栅缝宽，
称为光栅常数，?为光波波长，k为衍射光谱线的级次。
⑵ 用x表示谱线到0级谱线的距离，用y表示光栅到0级谱线的垂直距离。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
思考题
⑴ 光栅与光源之间的距离多远比较合适？ ⑵ 眼睛与光栅的距离对测量有没有影响？ ⑶ 光屏和光源是否一定要在一个平面内？
⑷ 光栅与光屏的距离测量，该实验应采用单次测量还是多次测量？单次测量能否满足测量精度的要求？
参考文献
参阅各实验书籍中的夫琅和菲衍射原理及光栅衍射原理。 几何光学，人眼睛的光学原理。
实验16 《CD-R光盘轨道密度的测定》实验提要
实验课题及任务
《CD-R光盘轨道密度的测定》实验课题任务是，测量一张CD-R光盘的轨道密度。
实验提示
⑴ 用一张废旧的CD-R光盘制作一个平面反射光栅，规格尺寸约为10×20mm，固定在光栅座上，根据光栅衍射原理，利用分光仪和光源(如汞灯、钠灯或激光器任选)，参照《用透射光栅测定光波波长》实验，设计出实验方案。
⑵ 用一张废旧的CD-R光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅(制作时不用把光盘
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损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可)，根据光源的已知光谱(如激光器光源)，利用平面反射光栅反射光的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，设计出实验方案。
学生根据自己所学知识，设计出《CD-R光盘轨道密度的测定》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求
⑴ 通过在实验室用目测的方式观察平面反射光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观察实验现象，通过实验现象的观察，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才能写出实验原理。)
⑵ 该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。 ⑶ 选择实验仪器，CD-R光盘自备、米尺(10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm)、光源(汞灯、钠灯、激光器)、分光计、光屏自制、也可以自制辅助器件。
⑷ 设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑸ 测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。 ⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。
实验仪器的选择及提示
⑴ 光栅：平面反射光栅自制，选分光计作为测量仪器的实验，要制作一个规格尺寸约为102
×20mm的光栅，固定在光栅座上，以备使用。选用衍射光屏方法的实验，用一张废旧的CD-R光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅(制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可)。
⑵ 米尺：10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm任选。 ⑶ 光源：钠灯、汞灯、激光器，任选。 ⑷ 分光计实验室提供。
⑸ 可以自制实验器材，如条型光屏，自带胶带和光屏用纸，也可以借助现有实验室的条件。 实验所用公式及物理量符号提示
⑴ 光栅方程: d?sin??k? (k=0、?1、?2、?3、??)
b为相邻缝间不透明部分的宽度)为相邻狹缝之间的距离，式中d?a?b(其中a为光栅缝宽，
称为光栅常数，?为光波波长，k为衍射光谱线的级次。
⑵ 用x表示谱线到0级谱线的距离，用y表示光栅到0级谱线的垂直距离。
提交整体设计方案时间
学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。
思考题
⑴ 光栅与光屏之间的距离多远比较合适？
⑵ 激光光源照射反射光栅的角度在什么范围内较合适？ ⑶ 改变光源和光栅的距离是否对衍射花样有影响？
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