分光计是一种测定光线偏转角度的精密仪器，不但可以观察光谱，测定折射率、波长、色三率，还可以用来做光的偏振等实验，是光学实验中常用的基本光学仪器。虚拟仿真实验平台如图1所示：

图1 光栅衍射虚拟仿真平台图

衍射光栅是利用单缝衍射和多缝干涉原理使光发生色散的元件。它是在一块透明板上刻有大量等宽度等间距的平行刻痕，每条刻痕不透光，光只能从刻痕间的狭缝通过。因此，可把衍射光栅(简称为光栅)看成由大量相互平行等宽等间距的狭缝所组成。由于光栅具有较大的色散率和较高的分辨本领，故它已被广泛地应用于各种光谱仪器中。光栅一般分为两类：一类是利用透射光衍射的光栅称为透射光栅；另一类是利用两刻痕间的反射光进行衍射的光栅称为反射光栅。本实验选用的是透射光栅，透射光栅结构如图2所示：

图2 透射光栅结构图

（1）光栅方程。

如图3所示有一光栅常数d 的光栅，当单色平行光束与光栅法线成角度i入射于光栅平面上时，光栅出射的衍射光束经过透镜会聚于焦平面上，就产生一组明暗相间的衍射条纹。设衍射光线AD与光栅法线所成的夹角为φ，从B点作BC垂直于入射线CA，作BD垂直于衍射线AD，则相邻透光狭缝对应位置两光线的光程差为：AC+AD=d(sinφ_k+sini),当此光程差等于入射光波长的整数倍时，多光束干涉使光振动加强而在F处产生一个明条纹。因此光栅衍射明条纹的条件为：

 式中λ为单色光波长，k为亮条纹级次，φ_k 为k级谱线的衍射角，i为光线入射角，此式称为光栅公式，是研究光栅衍射的重要公式。

图3 光栅衍射原理示意图

若入射光不是单色光，由光栅公式可以看出，同一级谱线，复色光的波长不同所对应的衍射角φ_k也不同，复色光被分解。而中央处k=0,φ_k=0,复色光扔重叠在一起，形成中央明条纹，透射光栅效果如图4所示：

图4 透射光栅效果

图5所示是汞灯光波射入光栅时所得的光谱示意图，中央亮线是主级最大。在它的两侧课件光四色六波长的衍射谱线，称为第一级的光栅光谱，向外还有第二级，第三级谱线，因此，光栅具有将入射光分成按波长排列的光谱功能。

图5 汞灯的光栅光谱示意图 

（2）光栅基本特点

校色散率：反应了谱线中心分离的程度，减小光栅常数，增大色散率便于观察和精确测量。

分辨本领：分辨本领正比于狭缝总数，光栅狭缝总数越多，谱线越细锐，分辨本领随光谱级次增大而增强。目镜观测光栅效果如图6所示：

图6 目镜观测光栅效果