汞光谱色散报告
大学物理实验设计性实验
实验报告
实验题目：汞光谱色散研究
院系：化学工程学院班级：精化09
姓名：车栋学号：120093306008
实验日期：2010 年 6 月 1 日
实验目的：
1.进一步掌握分光计的调整技术，学习用分光观察棱镜光谱
2.握用分光仪测量棱镜的顶角的方法
3.握用最小偏向角法测量棱镜的折射率
4.会用分光仪观察光谱，研究光的色散
实验仪器：
分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯
摘要：根据…..做了….结果…
关键词：色散最小偏向角
原理：大学物理实验 P88
平行光从棱镜的一个折射面，如AB面入射，经过两次折射后从折射面AC出射，LD是入射光线，ER是岀射光线，σ是这两条光线的夹角，称为偏向角。实验中发现，改变入射角i1时，偏向角σ也随之改变。当入射角i1等于岀射角i4时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，记为σm。可以证明，样品的折射率与最小偏向角有如下
关系：
n= sin (A+ σm)/(sinA/2)
只要测出顶角A和最小偏向角σm，便可求出n，顶角A的理论值60.但因工艺水平的限制，顶角A的实际值会有所偏离，一般不应以理论值带入。
数据与数据处理：
σ =1/2[ (Φ左- Φ左′)+(Φ右-Φ右′) ]
σ =1/nΣσi
n= sin(θ+σi)/sin(θ /2)
f= v/ λ
σ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣]
=1/2[∣214°10 ′- 265°20 ′∣+ ∣34°12 ′- 85°14 ′∣] =51°12′
σ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣]
=1/2[∣214°11 ′- 265°18 ′∣+ ∣34°10 ′- 85°15 ′∣]
=51°6′
因此黄光1最小偏向角= 51°6′+ 51°12′=51°9 ′
同理可得
δ=51°9′
黄色（1）谱线的最小偏向角m in
δ=51°1.3′
黄色（2）谱线的最小偏向角m in
绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′
蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′
绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′
蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′
三棱镜对于不同光谱的折射率
黄光1 n1=1.6497
黄光2 n2=1.6485
绿光n3=1.6528
蓝紫光n4=1.6719
f= v/ λ
黄光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.18×10^11
黄光2 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.20×10^11
绿光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.49×10^11
蓝紫光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 6.89×10^11
结论：
参考文献
【1】李学慧大学物理实验【M】高等数学出版社 2005年6月 P88~P95
【2】吴强光学【M】科学出版社 2006年 70~78
【3】刘劲松物理光学与基础光学【M】西安电子科技大学出版社 295~322 【4】梁宝社大学物理实验北京理工大学出版社【M】2006年8月 110~115 【5】申德稀有金属的光谱研究【J】中国光学与应用光学文摘 2008 22（2）
实验21 衍射光栅的特性与光波波长的测量
实验4.11 衍射光栅的特性与光波波长的测量 衍射光栅由大量等宽、等间距、平行排列的狭缝构成。实际使用的光栅可以用刻划、复制或全息照相的方法制作。衍射光栅一般可以分为两类：用透射光工作的透射光栅和用反射光工作的反射光栅。本实验使用的是透射光栅。 根据多缝衍射的原理，复色光通过衍射光栅后会形成按波长顺序排列的谱线，称为光栅光谱，所以光栅和棱镜一样是一种重要的分光光学元件。在精确测量波长和对物质进行光谱分析中普遍使用的单色仪、摄谱仪就常用衍射光栅构成色散系统。 本实验要求：理解光栅衍射的原理，研究衍射光栅的特性；掌握用衍射光栅精确测量波长的原理和方法；进一步熟悉分光计的工作原理和分光计的调节、使用方法。 【实验原理】 1．光栅常数和光栅方程 图4.11—1 衍射光栅 衍射光栅由数目极多，平行排列且宽度、间距都相等的狭缝构成，用于可见光区的光栅每毫米缝数可达几百到上千条。设缝宽为a，相邻狭缝间不透光部分的宽度为b，则缝间距d = a + b就称为光栅常数(图4.11—1)，这是光栅的重要参数。 根据夫琅和费衍射理论，波长 的平行光束垂直投射到光栅平面上时，光波将在每条狭缝处发生衍射，各缝的衍射光在叠加处又会产生干涉，干涉结果决定于光程差。因为光栅各狭缝间距相等，所以相邻狭缝沿θ方向衍射光束的光程差都是 d sinθ(图4.11—1)。θ是衍射光束与光栅法线的夹角，称为衍射角。 在光栅后面置一会聚透镜，使透镜光轴平行于光栅法线(图4.11—2)，透镜将会使图4.11—2所示平面上衍射角为θ的光都会聚在焦平面上的P点，由多光束干涉原理，在θ满足下式时将产生干涉主极大，户点为亮点：
原子吸收光谱分析的特点
原子吸收光谱分析的特点 原子吸收光谱分析能在短短的三十多年中迅速成为分析实验室的有力武器，由于它具有许多分析方法无可比拟的优点。 ⑴灵敏度高 采用火焰原子化方式，大多元素的灵敏度可达ppm级，少数元素可达ppb级，若用高温石墨炉原子化，其绝对灵敏度可达10-10-10-14g，因此，原子吸收光谱法极适用于痕量金属分析。 ⑵选择性好 由于原子吸收线比原子发射线少得多，因此，本法的光谱干扰少，加之采用单元素制成的空芯阴极灯作锐线光源，光源辐射的光谱较纯，对样品溶液中被测元素的共振线波长处不易产生背景发射干扰。 ⑶操作方便、快速 原子吸收光谱分析与分光光度分析极为类似，其仪器结构、原理也大致相同，因此对于长期从事化学分析的人使用原子吸收仪器极为方便，火焰原子吸收分析的速度也较快。 ⑷抗干扰能力强 从玻尔兹曼方程可知，火焰温度的波动对发射光谱的谱线强度影响很大，而对原子吸收分析的影响则要小的多。 ⑸准确度好 空芯阴极灯辐射出的特征谱线仅被其特定元素所吸收。所以，原子吸收分析的准确度较高，火焰原子吸收分析的相对误差一般为0.1/FONT〉0.5%。 ⑹测定元素多 原则上说，原子吸收可直接测定自然界中存在的所有金属元素，火焰原子化中，采用空气椧胰不鹧婵刹舛/FONT〉30多种元素，采用氧化亚氮椧胰不鹧婵刹舛/FONT〉70余种。 当然，原子吸收光谱分析也存在一些不足之处，原子吸收光谱法的光源是单元素空芯阴极灯，测定一种元素就必须选用该元素的空芯阴极灯，这一原因造成本法不适用于物质组成的定性分析，对于难熔元素的测定不能令人满意。另外原子吸收不能对共振线处于真空紫外区的元素进行直接测定。
光谱分析
美国在IGCP2264工程实施过程中，为了比较光谱分辨率和采样间隔对光谱特征的影响对26种样本采用5种分光计测试，并同时进行了EDS、SEM、XRD分析测试。最后建成了5个光谱库，这5种波谱测试采用的分光计参数见表1。 矿物的光谱特征受到多种因素的影响。Clark等指出，除了大气层中多种气体会对太阳光谱吸收外，矿物内电子吸收和振动吸收、有机质、水、粒度和其它混合物也会对矿物的光谱特征产生影响。另外，观测几何也会对光谱数据产生严重影响。 矿物光谱的影响因素： 1）电子吸收和振动吸收： A：电子吸收：同一离子在不同的矿物质中，由于晶体场的结构不同，能级的分化数量也随之变化。这种变化会使吸收产生显著的差异，使得我们能从光谱特征上识别矿物。 B：振动吸收：OH离子产生的第一共振发生在1.4μm，H-O-H与弯曲拉伸的OH产生的共振出现在1.9μm附近，因此当一个矿物在1.9μm附近出现吸收波段时，说明其中含有水。 如果一个矿物的光谱在1.4μm处发生共振，而在1.9μm附近没有共振，说明其中只含有氢氧基。 氢氧基仅仅有一种拉伸振动模式，它的波长位置依赖于它所依附的其它离子。 在含有OH的矿物质光谱中，金属与OH的弯曲拉伸振动和OH的拉伸振动所产生的复合振动发生在2.2～2.3μm附近。 2）粒度影响：颗粒大小对反射率的影响比较复杂。 3）影响矿物光谱特征的其它因素：当一种元素被另一种元素替代时，在吸收波段位置上会出现小偏离。当晶格中的元素被其它元素替代时，会扰乱晶格周期，使得自然晶体的晶格出现缺陷，从而产生离散的能量级。当电子在它们之间跃迁时，就会出现特殊的吸收而显示出某种颜色。
原子光谱分析技术在汞元素测定中的应用
原子光谱分析技术在汞元素测定中的应用 时日至今，原子光谱分析技术的发展领域，从传统的测汞仪、原子荧光光谱仪到直接测汞仪;从第一台商品化AAS的推出，到横向加热无温度梯度石墨炉;从单道扫描ICP-OES到全谱ICP-OES，再到ICP-MS;从原子光谱分析技术的应用，到与流动注射、氢化物发生、色谱等技术的联用，跨越了一个又一个光辉里程。 汞及其化合物具有高毒性，是一种常见的典型污染元素。目前，国内外分析行业用于汞元素测定的原子光谱分析技术颇多，方法各异，可谓“八仙过海，各显神通”。 按现行的检测技术，可归纳为以下八种仪器分析方法和检测方式。 1、测汞仪(Automated Mercury Analyzer) 汞蒸气对波长253.7nm的共振线具有强烈的吸收作用。试样经酸消解使汞转为离子状态，在强酸性介质中以氯化亚锡还原成元素汞，以惰性气体或干燥空气作为载体，将元素汞吹入测汞仪，进行冷原子吸收测定，在一定浓度范围其吸收值与汞含量成正比，与标准系列比较定量。检测限为ppb～ppt。 2、原子荧光光谱仪(Atomic Fluorescence Spectrometry，AFS) 试样经酸加热消解后，在酸性介质中，试样中汞被硼氢化钾(KBH4)或硼氢化钠(NaBH4)还原成原子态汞，由载气(氩气)带入原子化器中，在特制空心阴极灯照射下，基态汞原子被激发至高能态，在去活化回到基态时，发射出特征波长的荧光，其荧光强度与汞含量成正比，与标准系列比较定量。检测限为ppb～ppt。 3、直接测汞仪(Direct Mercury Analyzer) 直接汞测定法用于分析样品中总汞，基于冷原子吸收与热解处理相结合的原理，样品前处理及测定过程全部在仪器中进行，含汞废气经吸收液无害化处理后排放。该法准确度和精密度高，样品使用量少，快捷、简便、可靠、低污染。检测限达0.02ng。 4、流动注射——原子吸收光谱仪(Flow Injection - Atomic Absorption Spectrometry, FI-AAS) 样液经流动注射装置，产生汞蒸气，导入AAS。将光源辐射出的汞元素的特征光谱通过样品的蒸气中待测元素的基态原子所吸收，由发射光谱吸收的程
汞光谱色散
图1 汞光谱得色散 摘要:复色光分解为单色光而形成得光谱现象叫做光得色散。色散可以利用分光计与三棱镜作为“色 散系统”得仪器来实现。复色光进入三棱镜后,由于它对各种频率得光具有不同得折射率,各种色光得传播方向有不同程度得偏折,因而在离开棱镜时就各自分散,形成光谱。本实验就是利用分光计与三棱镜将汞光分散形成光谱。来测出汞光通过三棱镜得折射率,来研究汞光得光谱。了解分光计得结构,学习调节分光计。用最小偏向角法测玻璃得折射率,研究汞光谱得色散现象及折射率与频率得关系。 关键词:汞光 色散 光谱 三棱镜 偏折 让汞光射到棱镜上,光线经过棱镜折射以后就在另一侧面得白纸屏上形成一天彩色得光带,其颜色得排列就是靠近棱镜顶角端就是黄光(1),靠近底边得一条就是紫光,中间依次就是黄光(2)、绿光、蓝紫光,这样得光带叫光谱,光谱中每一种色光不能再分解出其她光色,称它为单色光。由单色光混合而成得光叫复合光,自然界中得太阳光、白炽灯与日光灯发出得光都就是复色光。在光照到物体上时,一部分被物体反射,一部分光被物体吸收。如果物体就是透明得,还有一部分透过物体。不同物体,对不同颜色得反射、吸收与透过得情况不同,因此呈不同得色彩。光波都有一定得频率,光得颜色就是由光波得频率决定得,在可见光区域,红光频率最小,紫光得频率最大,各种频率得光在真空中传播得速度都相同、等于。但就是不同频率得单色光,在介质中中传播时由于受介质得作用,传播速度都比在真空中得速度小,并且速度大小互不相同,红光速度大,紫光得传播速度小。因此介质对红光得折射率小,对紫光得折射率大。当不同色光以相同得入射角射到三棱镜上,红光得偏折最小,它在光谱中处在靠近顶角得一端。紫光频率大,在介质中得折射率大,在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边得一端。 理论依据: (1)测量玻璃材料折射率得理论依据 如图1所示,三角形ABC 表示三棱镜得主截面,AB 与AC 就是透光面(又称为折射面)。设有一束单色光LD 入射到棱镜得AB 面上,经过两次折射后从AC 面沿ER 方向射出。入射线LD 与出射线ER 间得夹角δ称为偏向角。 对于给定得棱镜来说,顶角 就是固定得。可知,δ随i 1与 i 4而变化。其中,i 4与i 3、i 2、i 1依次相关,由折射率决定。因此,i 4就是i 1得函数。归结到底,偏向角δ也就仅随i 1变化。由实验中可以观察到,当i 1变化时,δ有一极小值,称为最小偏向角δmin 。于就 是,棱镜对该单色光得折射率为 可知,实验上只要测得三棱镜得顶角与某单色光通过三棱镜后所对应得最小偏向角,则该单色光在玻
光谱分析法和化学分析法优缺点
一、分析的方法不同： 化学分析是指利用化学反应和它的计量关系来确定被测物质的组成和含量的一类分析方法。测定时需使用化学试剂、天平和一些玻璃器皿。 仪器分析（近代分析法或物理分析法）：是基于与物质的物理或物理化学性质而建立起来的分析方法。这类方法通常是测量光、电、磁、声、热等物理量而得到分析结果，而测量这些物理量，一般要使用比较复杂或特殊的仪器设备，故称为“仪器分析”。仪器分析除了可用于定性和定量分析外，还可用于结构、价态、状态分析，微区和薄层分析，微量及超痕量分析等，是分析化学发展的方向。 二、仪器分析（与化学分析比较）的特点： L级，甚至更低。适合于微量、痕量和超痕量成分的测定。μg、μ1. 灵敏度高，检出限量可降低。如样品用量由化学分析的mL、mg级降低到仪器分析的 2. 选择性好。很多的仪器分析方法可以通过选择或调整测定的条件，使共存的组分测 定时，相互间不产生干扰。 3. 操作简便，分析速度快，容易实现自动化。 仪器分析的特点（与化学分析比较） 4. 相对误差较大。化学分析一般可用于常量和高含量成分分析，准确度较高，误差小 于千分之几。多数仪器分析相对误差较大，一般为5%，不适用于常量和高含量成分分析。 5. 仪器分析需要价格比较昂贵的专用仪器。 三、仪器分析与分析化学的关系： 二者之间并不是孤立的，区别也不是绝对的严格的。a. 仪器分析方法是在化学分析的基础上发展起来的。许多仪器分析方法中的式样处理涉及到化学分析方法（试样的处理、分离及干扰的掩蔽等）；同时仪器分析方法大多都是相对的分析方法，要用标准溶液来校对，而标准溶液大多需要用化学分析方法来标定等。b. 随着科学技术的发展，化学分析方法也逐步实现仪器化和自动化以及使用复杂的仪器设备。 化学方法和仪器方法是相辅相成的。在使用时应根据具体情况，取长补短，互相配合。 四、学习掌握的目标不同： 化学分析主要的内容为：数据处理与误差分析、四大滴定分析法、重量分析法。学习化学分析要求掌握其基本的原理和测定方法，建立起严格的“量”的概念。能够运用化学平衡的理论和知识，处理和解决各种滴定分析法的基本问题，包括滴定曲线、滴定误差、滴定突跃和滴定终点的判断，掌握重量分析法分析化学中的数据处理与误差处理。正确掌握有关的科学实验技能，具备必要的分析问题和解决问题的能力。 仪器分析涉及的分析方法是根据物质的光、电、声、磁、热等物理和化学特性对物质的组成、结构、信息进行表征和测量，学习仪器分析要求掌握的现代分析技术，牢固掌握各类仪器分析方法的基本原理以及仪器的各重要组成部分，对各仪器分析方法的应用对象及分析过程要有基本的了解。可以根据样品性质、分析对象选择最为合适的分析仪器及分析方法。
海水汞的测定冷原子吸收光谱法
FHZDZHS0002 海水汞的测定冷原子吸收光谱法 F-HZ-DZ-HS-0002 海水—汞的测定—冷原子吸收光谱法 1 范围 本方法适用于大洋、近岸及河口区海水中汞的测定。 检出限：1×10-3μg/L。 1 原理 水样经硫酸一过硫酸钾消化，在还原剂氯化亚锡的作用下，汞离子被还原为金属汞，采用气一液平衡开路吸气系统，在253.7nm波长测定汞原子特征吸收值。 3 试剂 除非另作说明，本法所用试剂均为分析纯，水为无汞纯水或等效纯水。 3.1 过硫酸钾（K2S2O8）。 3.2 无水氯化钙（CaCl2）：用于装填干燥管。 3.3 低汞海水：表层海水经滤纸过滤，汞含量应低于0.005μg/L。 3.4 硝酸（1+19）。 3.5 硫酸（1+1）。 3.6 硫酸(0.5mol/L)：在搅拌下将28ml硫酸(ρ1.84g/mL)缓慢地加到水中，并稀释至1L。 3.7 盐酸(1+1)。 3.8 盐酸羟胺溶液(100g/L)：称取25g盐酸羟胺（NH2OH·HCI）溶于水中，并稀释至250mL。 3.9 氯化亚锡溶液：称取100g氯化亚锡（SnCl2）置于烧杯中，加入500mL盐酸（1+1），加热至氯化亚锡完全溶解，冷却后盛于试剂瓶中，临用时加等体积水稀释。汞杂质高时，通入氮气除汞，直至汞含量检不出。 3.10 汞标准溶液 3.10.1 称取0.1354g氯化汞(HgCl2，预先在硫酸干燥器中干燥)于10mL烧杯中，用硝酸（1+19）溶解，移入100mL容量瓶中，用硝酸（1+19）稀释至刻度，摇匀。盛于棕色硼硅玻璃试剂瓶中。此溶液1mL含1.00mg汞。保存期为一年。 3.10.2 移取1.00mL汞标准溶液(1mL含1.00mg汞)于100mL容量瓶中，加硝酸（1+19）稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL含10.0μg汞，保存期一星期。 3.10.3 移取1.00mL汞标准溶液（1.00mL含10.0μg汞）于100mL容量瓶中，加0.5mol/L硫酸并稀释至刻度，摇匀。此溶液1.00mL含0.100μg汞.现用现配。 4 仪器设备 4.1测汞装置 测汞装置见图1。
红外光谱特征峰解析常识
红外光谱特征峰解析常识 编写李炎平 红外特征光谱峰存在一定特征规律，正确的记录了化学结 构和特征，识记特征波谱峰有助于我们解析红外光谱。下面我将一些特征波谱峰简要罗列如下，如有疏漏之处还望批评指出。 ●羟基：特征峰范围（3650~3200）c mˉ1，一般在 3600cmˉ1处有较强峰。 ●羧基：特征峰范围（3500~2500）cmˉ1，一般峰波 数小于羟基。 ●饱和烷烃—C—H ：特征峰小于3000cmˉ1，一般在 (2950~2850)cm处，如有峰在（1390~1360）cmˉ1 处，则说明有— CH,如有峰在1450cmˉ1处，则说 3 明有— CH—， 2 ●不抱和烷烃：特征峰大于3000cmˉ1，对于烯烃 = C- _在3050 cmˉ1处和（1600~1330）cmˉ1 H C 处有峰，对于炔烃H ≡ -在（3360~3250）cmˉ1 C- C 处有峰，在（700~600）cmˉ1处有枪宽峰。 ●对于C C=:在（1700~1645）cmˉ1处有特征峰，不过不太明显，只具有指示作用。 ●对于- COC ,在（1900~1600）cm处有强峰。 -COOC CHO, - - - ●指纹区：- C N O C C , -C ,等，在 C, O C O - - - - - - - - - - - -
（1330~900）cm ˉ1处有中强峰， ● 对于)(2CH n :在（900~400）cm ˉ1处有中强或弱峰。 ● 对于醛类：特征范围为羰基峰+（2900~2700）cm ˉ1。 ● 对于----C O C :在（1300~900）cm ˉ1处有两强峰（可能有一个弱峰）。 ● 特征区范围（4400~1330）cm ˉ1，指纹区范围（1330~400）cm ˉ1。 ● 通常将中红外光谱区域划分为四个部分。 1）4000~2500cm-1，为含氢基团的伸缩振动区，通常称为“氢键区”。 2）2500~2000cm-1叁键和累积双键区。 3）2000~1500cm-1，双键区。 4）小于1500cm-1，单键区。
汞光谱色散报告
大学物理实验设计性实验 实验目的： 1.进一步掌握分光计的调整技术，学习用分光观察棱镜光谱 2.握用分光仪测量棱镜的顶角的方法 3.握用最小偏向角法测量棱镜的折射率 4.会用分光仪观察光谱，研究光的色散 实验仪器： 分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯 摘要：根据…..做了….结果… 关键词：色散最小偏向角 原理： 平行光从棱镜的一个折射面，如AB面入射，经过两次折射后从折射面AC出射，LD是入射光线，ER是岀射光线，σ是这两条光线的夹角，称为偏向角。实验中发现，改变入射角i1时，偏向角σ也随之改变。当入射角i1等于岀射角i4时，偏向角有最小值，称为最小偏向角，记为σm。可以证明，样品的折射率与最小偏向角有如下 关系： n= sin (A+ σm)/(sinA/2) 只要测出顶角A和最小偏向角σm，便可求出n，顶角A的理论值60.但因工艺水平的限制，顶角A的实际值会有所偏离，一般不应以理论
值带入。 数据与数据处理： σ =1/2[ (Φ左- Φ左′)+(Φ右-Φ右′) ] σ =1/nΣσi n= sin(θ+σi)/sin(θ /2) f= v/ λ
σ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣] =1/2[∣214°10 ′- 265°20 ′∣+ ∣34°12 ′- 85°14 ′∣] =51°12′ σ=1/2[∣Φ左- Φ左′∣+∣Φ右-Φ右′∣] =1/2[∣214°11 ′- 265°18 ′∣+ ∣34°10 ′- 85°15 ′∣] =51°6′ 因此黄光1最小偏向角= 51°6′+ 51°12′=51°9 ′ 同理可得 δ=51°9′ 黄色（1）谱线的最小偏向角min δ=51°1.3′ 黄色（2）谱线的最小偏向角min 绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′ 蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′ 绿色谱线的最小偏向角=51°27.5′ 蓝紫色谱线的最小偏向角=53°26′ 三棱镜对于不同光谱的折射率 黄光1 n1=1.6497 黄光2 n2=1.6485 绿光n3=1.6528 蓝紫光n4=1.6719 f= v/ λ 黄光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.18×10^11 黄光2 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.20×10^11 绿光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 5.49×10^11 蓝紫光1 f=v/λ=3×10^8/(579×10^11)= 6.89×10^11 结论： 参考文献 【1】李学慧大学物理实验【M】高等数学出版社 2005年6月 P88~P95 【2】吴强光学【M】科学出版社 2006年 70~78 【3】刘劲松物理光学与基础光学【M】西安电子科技大学出版社 295~322 【4】梁宝社大学物理实验北京理工大学出版社【M】2006年8月 110~115 【5】申德稀有金属的光谱研究【J】中国光学与应用光学文摘 2008 22（2）
汞光谱的色散--论文
图1 汞光谱的色散 辽宁科技大学 电子与信息工程学院 测控技术与仪器10级 摘要：复色光分解为单色光而形成的光谱现象叫做光的色散。色散可以利用分光计和三棱镜作为“色 散系统”的仪器来实现。复色光进入三棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同的折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。本实验是利用分光计和三棱镜将汞光分散形成光谱。来测出汞光通过三棱镜的折射率，来研究汞光的光谱。了解分光计的结构，学习调节分光计。用最小偏向角法测玻璃的折射率，研究汞光谱的色散现象及折射率与频率的关系。 关键词：汞光 色散 光谱 三棱镜 偏折 让汞光射到棱镜上，光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一天彩色的光带，其颜色的排列是靠近棱镜顶角端是黄光（1），靠近底边的一条是紫光，中间依次是黄光（2）、绿光、蓝紫光，这样的光带叫光谱，光谱中每一种色光不能再分解出其他光色，称它为单色光。由单色光混合而成的光叫复合光，自然界中的太阳光、白炽灯和日光灯发出的光都是复色光。在光照到物体上时，一部分被物体反射，一部分光被物体吸收。如果物体是透明的，还有一部分透过物体。不同物体，对不同颜色的反射、吸收和透过的情况不同，因此呈不同的色彩。光波都有一定的频率，光的颜色是由光波的频率决定的，在可见光区域，红光频率最小，紫光的频率最大，各种频率的光在真空中传播的速度都相同、等于。但是不同频率的单色光，在介质中中传播时由于受介质的作用，传播速度都比在真空中的速度小，并且速度大小互不相同，红光速度大，紫光的传播速度小。因此介质对红光的折射率小，对紫光的折射率大。当不同色光以相同的入射角射到三棱镜上，红光的偏折最小，它在光谱中处在靠近顶角的一端。紫光频率大，在介质中的折射率大，在光谱中也就排列在最靠近棱镜底边的一端。 理论依据： （1）测量玻璃材料折射率的理论依据 如图1所示，三角形ABC 表示三棱镜的主截面，AB 和AC 是透光面（又称为折射面）。设有一束单色光LD 入射到棱镜的AB 面上，经过两次折射后从AC 面沿ER 方向射出。入射线LD 和出射线ER 间的夹角δ称为偏向角。
原子吸收光谱法的优缺点
主要有以下优点： 1 选择性强。这是因为原子吸收带宽很窄的缘故。因此，测定比较快速简便，并有条件实现自动化操作。在发射光谱分析中，当共存元素的辐射线或分子辐射线不能和待测元素的辐射线相分离时，会引起表观强度的变化。 而对原子吸收光谱分析来说：谱线干扰的几率小，由于谱线仅发生在主线系，而且谱线很窄，线重叠几率较发射光谱要小得多，所以光谱干扰较小。即便是和邻近线分离得不完全，由于空心阴极灯不发射那种波长的辐射线，所以辐射线干扰少，容易克服。在大多数情况下，共存元素不对原子吸收光谱分析产生干扰。在石墨炉原子吸收法中，有时甚至可以用纯标准溶液制作的校正曲线来分析不同试样。 2、灵敏度高。原子吸收光谱分析法是目前最灵敏的方法之一。火焰原子吸收法的灵敏度是ppm到ppb级，石墨炉原子吸收法绝对灵敏度可达到10-10～10-14克。常规分析中大多数元素均能达到ppm数量级。如果采用特殊手段，例如预富集，还可进行ppb数量级浓度范围测定。由于该方法的灵敏度高，使分析手续简化可直接测定，缩短分析周期加快测量进程；由于灵敏度高，需要进样量少。无火焰原子吸收分析的试样用量仅需试液5～100l。固体直接进样石墨炉原子吸收法仅需～30mg，这对于试样来源困难的分析是极为有利的。譬如，测定小儿血清中的铅，取样只需10l即可。 3 分析范围广。发射光谱分析和元素的激发能有关，故对发射谱线处在短波区域的元素难以进行测定。另外，火焰发射光度分析仅能对元素的一部分加以测定。例如，钠只有1%左右的原子被激发，其余的原子则以非激发态存在。 在原子吸收光谱分析中，只要使化合物离解成原子就行了，不必激发，所以测定的是大部分原子。目前应用原子吸收光谱法可测定的元素达73种。就含量而言，既可测定低含量和主量元素，又可测定微量、痕量甚至超痕量元素；就元素的性质而言，既可测定金属元素、类金属元素，又可间接测定某些非金属元素，也可间接测定有机物；就样品的状态而言，既可测定液态样品，也可测定气态样品，甚至可以直接测定某些固态样品，这是其他分析技术所不能及的。 4、抗干扰能力强。第三组分的存在，等离子体温度的变动，对原子发射谱线强度影响比较严重。而原子吸收谱线的强度受温度影响相对说来要小得多。和发射光谱法不同，不是测定相对于背景的信号强度，所以背景影响小。在原子吸收光谱分析中，待测元素只需从它的化合物中离解出来，而不必激发，故化学干扰也比发射光谱法少得多。 5、精密度高。火焰原子吸收法的精密度较好。在日常的一般低含量测定中，精密度为1～3%。如果仪器性能好，采用高精度测量方法，精密度为<1%。无火焰原子吸收法较火焰法的精密度低，目前一般可控制在15%之内。
实验1 目测法测量汞灯发射光谱谱线波长 实验题要
实验1 《目测法测量汞灯发射光谱谱线波长》实验提要 实验课题及任务 《目测法测量汞灯发射光谱谱线波长》实验课题任务是，给定汞灯，通过目测法测量出汞灯发射光谱谱线的波长。 学生根据自己所学知识，设计出《目测法测量汞灯发射光谱谱线波长》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；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。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、钠灯或激光器(632.80 nm))的选择，可以自制辅助器件。 ⑶ 设计的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 观察及测量衍射光斑时应该注意的事项及实际测量的方法。 (6) 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。 测量仪器和被测物体及提示 ⑴ 光栅：实验室给定，光栅参数未知 ⑵ 米尺：3m/0.001m 或10m/0.005m 任选， ⑶ 光源：钠灯、汞灯、激光器（632.80 nm ）。 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: λ?k d =?sin (k =0、±1、±2、±3、……) 式中b a d +=(其中a 为光栅缝宽，b 为相邻缝间不透明部分的宽度)为相邻狹缝之间的距离，称为光栅常数，λ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(电子版用电子邮件发送到指导教师的电子邮箱里)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？
色散型红外光谱仪的原理
色散型红外光谱仪的原理可用图5—12说明之。从光源发出的红外辐射，分成二束，一束通过试样他，另一束通过参比他，然后进入单色器。在单色器内先通过以一定频率转动的扇形镜(斩光器)，其作用与其它的双光束光度计一样，是周期地切割二束光，使试样光束和参比光束交替地进入单色器中的色散棱镜或光栅，最后进人检测器。随着扇形镜的转动，检测器就交替地接受这二束光。 假定从单色器发出的为某波数的单色光，而该单色光不被试样吸收，此时二束光的强度相等，检测器不产生交流信号；改变波数，若试样对该波数的光产生吸收，则二束光的强度有差异，此时就在检测器上产生一定频率的交流信号(其频率决定于斩光器的转动频率)。通过交流放大器放大，此信号即可通过伺服系统驱动参比光路上的光楔(光学衰减器)进行补偿，此时减弱参比光路的光强，使投射在检测器上的光强等于试样光路的光强。试样对某一波数的红外光吸收越多，光楔也就越多地遮住参比光路以使参比光强同样程度地减弱，使二束光重新处于平衡。试样对各种不同波数的红外辐射的吸收有多有少，参比光路上的光楔也相应地按比例移动以进行补偿。记录笔与光楔同步，因而光楔部位的改变相当于试样的透射比，它作为纵坐标直接被描绘在记录纸上。由于单色器内棱镜或光栅的转动，使单色光的波数连续地发生改变，并与记录纸的移动同步，这就是横坐标。这样在记录纸上就描绘出透射比T对波数(或波长)的红外光谱吸收曲线。 上例是双光束光学自动平衡系统的原理。也有采用双光束电学自动平衡系统来进行工作的仪器。这时不是采用光楔来使两束光达到平衡，而是测量两个电信号的比率。 由上述可见，红外光谱仪与紫外—可见分光光度计类似，也是由光源、单色
实验22汞原子谱线波长的测定
实验22汞原子谱线波长的测定 一、实验内容与数据处理 1.分光计调整 （1）调整望远镜目镜，透过目镜看到清晰的目镜镜筒中分划板上黑色十字叉丝； （2）调节目镜和物镜的距离，通过目镜看到清晰的从小镜子上反射回来的绿色十字叉丝像；使反射回来的十字叉丝像位于目镜的分划板十字的上横刻线处；使望远镜光轴垂直于载物台旋转主轴； （3）调节平行光管光轴垂直于载物台旋转主轴，调节平行光管狭缝平面与平行光管透镜间的距离，用已调整到无穷远的望远镜来判别平行光管出来的是否是平行光； 2.检查光栅平面与入射光线垂直程度。 3.观察低压汞灯光谱线。 4.测量汞灯紫色谱线，绿色谱线和黄色双谱线的波长。 谱线 望远镜位置 左A -右A 左B -右B ? k d ? λsin = 左 右 A 窗 B 窗 A 窗 B 窗 1±=k 紫 273°30′ 93°28′ 258°33′ 78°29′ 14°57′ 14°59′ 7°29′ 4.344 10-? 绿 275°25′ 95°22′ 256°39′ 76°34′ 18°46′ 18°48′ 9°23′30″ 5.43410-? 黄1 275°58′ 95°55′ 256°9′ 76°2′ 19°49′ 19°53′ 9°55′30″ 5.75410-? 黄2 276°1′ 95°59′ 256°4′ 75°57′ 19°57′ 20°2′ 9°59′45″ 5.79410-? 2 ±=k 紫 281°6′ 101°2′ 250°49′ 70°49′ 30°17′ 30°13′ 15°7′30″ 4.354 10-? 绿 285°8′ 105°3′ 246°55′ 66°50′ 38°13′ 38°13′ 19°6′30″ 5.2410-? 黄1 286°18′ 106°12′ 245°48′ 65°46′ 40°30′ 40°26′ 20°14′ 5.75410-? 黄2 286°20′ 106°14′ 245°40′ 65°38′ 40°40′ 40°36′ 20°19′ 5.8410-? 2 2 1λλλ+= 紫λ 绿λ 1黄λ 2黄λ 4.345410-? 5.315410-? 5.75410-? 5.795410-? 100%*-标 标λλλ= E E 紫 E 绿 E 黄1 E 黄2
光谱分析知识点
原子发射光谱分析 1、原子发射光谱分析的基本原理（依据） 2、ICP光源形成的原理及特点（习题2） ：ICP是利用高频加热原理。 当在感应线圈上施加高频电场时，由于某种原因（如电火花等）在等离子体工作气体中部分电离产生的带电粒子在高频交变电磁场的作用下做高速运动，碰撞气体原子，使之迅速、大量电离，形成雪崩式放电，电离的气体在垂直于磁场方向的截面上形成闭合环形的涡流，在感应线圈内形成相当于变压器的次级线圈并同相当于初级线圈的感应线圈耦合，这种高频感应电流产生的高温又将气体加热、电离，并在管口形成一个火炬状的稳定的等离子体焰矩。 其特点如下： 工作温度高、同时工作气体为惰性气体，因此原子化条件良好，有利于难熔化合物的分解及元素的激发，对大多数元素有很高的灵敏度。 （2）由于趋肤效应的存在，稳定性高，自吸现象小，测定的线性范围宽。（3）由于电子密度高，所以碱金属的电离引起的干扰较小。 （4）ICP属无极放电，不存在电极污染现象。 （5）ICP的载气流速较低，有利于试样在中央通道中充分激发，而且耗样量也较少。 （6）采用惰性气体作工作气体，因而光谱背景干扰少。 3、掌握特征谱线、共振线、灵敏线、最后线、分析线的含义及其它们之间的内 在联系。（习题3） 4、：由激发态向基态跃迁所发射的谱线称为共振线(resonance line)。共振线 具有最小的激发电位，因此最容易被激发，为该元素最强的谱线。 5、灵敏线(sensitive line) 是元素激发电位低、强度较大的谱线，多是共振 线(resonance line)。 最后线(last line) 是指当样品中某元素的含量逐渐减少时，最后仍能观察到的几条谱线。它也是该元素的最灵敏线。 进行分析时所使用的谱线称为分析线(analytical line)。 由于共振线是最强的谱线，所以在没有其它谱线干扰的情况下，通常选择共振线作为分析线。 发射光谱定性分析的基本原理和常用方法。（习题5 由于各种元素的原子结构不同，在光源的激发下，可以产生各自的特征谱线，其波长是由每种元素的原子性质决定的，具有特征性和唯一性，因此可以通过检查谱片上有无特征谱线的出现来确定该元素是否存在，这就是光谱定性分析的基础。 进行光谱定性分析有以下三种方法： （1）比较法。将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上，在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上，即可说明某一元素的某条谱线存在。本方法简单易行，但只适用于试样中指定组分的定性。
空气中气态汞的测定
空气中气态汞的测定 吴志刚 宜安职业安全技术有限公司江苏宜兴214206 摘要：冷原子吸收光谱法测定空气中汞时，对实验中易出现的问题提出了相应解决方法，对分析方法的正确使用，起到一定作用。 关键词：冷原子吸收光谱法；空气中汞；吸光值 前言：汞在自然界分布极少，常温、常压下以液态存在的金属。常温下蒸发出汞蒸气，汞及其化合物有剧毒，可在体内蓄积。吸入或接触后，可使人导致肝、脑损伤。工业慢性中毒，可发生口腔炎和中毒性脑病。随着工业的发展，对于职业病危害因素的检测变得越来越重要。目前工作场所空气中汞及其化合物测定方法是国家职业卫生标准GBZ/T160.14-2004，笔者仅在原方法的基础上进行了探讨。 1实验部分 1.1方法原理 汞原子对波长253.7nm的紫外光具有最大吸收，在一定范围内，吸收值与汞蒸气浓度成正比。空气中汞由酸性高锰酸钾吸收，加入氯化亚锡还原为汞单质，载气带入冷原子测汞仪，测定吸收值，标准曲线定量。 1.2仪器：NCG-1冷原子吸收测汞仪 10ml翻泡瓶，干燥管，内填变色硅胶，橡皮管 1.3试剂：
实验用水为去离子水，用试剂为优级纯。 硫酸，ρ20＝1.84g/ml。 硝酸，ρ20＝1.42g/ml。 高锰酸钾溶液，3.16g/L。 硫酸溶液A，1.8mol/L：取100m l硫酸慢慢加入到900ml 水中。 硫酸溶液B，0.18mol/L：取10ml 硫酸慢慢加入到990ml 水中。 硝酸溶液，0.8mol/L：10ml 硝酸加入到190ml 水中。 汞吸收液：临用前，取100ml 高锰酸钾溶液与100ml 硫酸溶液A等体积混合。 汞保存液：称取0.1g 重铬酸钾，溶于1L硝酸溶液中。 盐酸羟胺溶液，200g/L 氯化亚锡溶液：称取10g 氯化亚锡，溶于硫酸溶液B中并稀释至50ml，临用前配制。 标准溶液：用国家认可的标准溶液GSB-1729-2004浓度1000μg/mL；临用前稀释成0.1 μg/mL。 1.4实验方法 1.4.1校正lng/ml—5ng/ml的标准曲线，方法如下： 调节调零电位器使数字显示0 0 0，按下保持常规钮，打开翻泡瓶盖，用移液管在瓶内加入0.3ml浓度为0.1ug/m1的汞标液，再加入8ml 蒸馏水，2ml 10%氯化亚锡溶液，随即盖好翻泡瓶，载气将瓶内的汞蒸汽带入吸收池，电路记录吸收峰值，通过显示器显示，并被保持，调节显示调节钮，使显示的数值为0 6 0，然后按一下复零钮，使显
能量色散和波长色散X荧光光谱仪的区别
一．X射线荧光分析仪简介 X射线荧光分析仪是一种比较新型的可以对多元素进行快速同事测定的仪器。在X射线激发下，被测元素原子的内层电子发生能级跃迁而发出次级X射线（X-荧光）。波长和能量是从不同的角度来观察描述X射线所采用的两个物理量。波长色散型X射线荧光光谱仪（WD-XRF）。是用晶体分光而后由探测器接受经过衍射的特征X射线信号。如果分光晶体和控测器做同步运动，不断地改变衍射角，便可获得样品内各种元素所产生的特征X射线的波长及各个波长X射线的强度，可以据此进行特定分析和定量分析。该种仪器产生于50年代，由于可以对复杂体进行多组同事测定，受到关注，特别在地质部门，先后配置了这种仪器，分析速度显著提高，起了重要作用。随着科学技术的进步在60年代初发明了半导体探测仪器后，对X荧光进行能谱分析成为可能。能谱色散型X射线荧光光谱仪（ED-XRF），用X射线管产生原级X射线照射到样品上，所产生的特征X射线（荧光）这节进入SI(LI)探测器，便可以据此进行定性分析和定量分析，第一胎ED-XRF是1969年问世的。近几年来，由于商品ED-XRF仪器及仪表计算机软件的发展，功能完善，应用领域拓宽，其特点，优越性日益搜到认识，发展迅猛。 二．波长色散型X射线荧光光谱仪与能量色散型X射线荧光光谱仪的区别 虽然光波色散型（W D-XRF）X射线荧光光谱仪与能量色散型（ED-XRF）X射线荧光光谱仪同属于X射线荧光分析仪，它产生信号的方法相同，最后得到的波谱也极为相似，单由于采集数据的方式不同，WD-XRF（波谱）与WD-XRF(能谱)在原理和仪器结构上有所不同，功能也有区别。 （一）原理区别 X射线荧光光谱法，是用X射线管发出的初级线束辐照样品，激发各化学元素发出二次谱线（X-荧光）。波长色散型荧光光仪（WD-XRF）是用分光晶体将荧光光束色散后，测定各种元素的特征X射线波长和强度，从而测定各种元素的含量。而能量色散型荧光光仪（ED-XRF）是借组高分辨率敏感半导体检查仪器与多道分析器将未色散的X射线荧光按光子能量分离X色线光谱线，根据各元素能量的高低来测定各元素的量，由于原理的不同，故仪器结构也不同。 （二）结构区别 波长色散型荧光光谱仪（WD-XRF），一般由光源（X-射线管），样品室，分光晶体和检测系统等组成。为了准且测量衍射光束与入射光束的夹角，分光晶体系安装在一个精密的测角仪上，还需要一庞大而精密并复杂的机械运动装置。由于晶体的衍射，造成强度的损失，要求作为光源的X射线管的功率要大，一般为2-3千瓦，单X射线管的效率极低，只有1%的功率转化为X射线辐射功率，大部分电能均转化为而能产生高温，所以X射线管需要专门的冷却装置（水冷
仪器分析总习题集与参考答案解析
1、试述“仪器分析”是怎样的一类分析方法？有何特点？大致分哪几类？具体应用最广的 是哪两类？ 2、光谱法的仪器通常由哪几部分组成？它们的作用是什么？ 光谱法的仪器由光源、单色器、样品容器、检测器和读出器件五部分组成。作用略。 3、请按照能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外线，无线电波，可 见光，紫外光，X射线，微波。 能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。 波长递增顺序：X射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。 4、解释名词电磁辐射电磁波谱发射光谱吸收光谱荧光光谱原子光谱 分子光谱特征谱线 电磁辐射――电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光量子流，它即有波动性，又具有粒子性． 电磁波谱――将电磁辐射按波长顺序排列，便得到电子波谱．电子波谱无确定的上下限，实际上它包括了波长或能量的无限围． 发射光谱――原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱． 吸收光谱――物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱． 荧光光谱――在某些情形下，激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低激发态，然后再以辐射跃迁的形式过渡到基态，或者直接以辐射跃迁的形式过渡到基态。通过这种方式获得的光谱，称为荧光光谱． 原子光谱――由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱． 分子光谱――由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱． 特征谱线――由于不同元素的原子结构不同（核外电子能级不同），其共振线也因此各有其特征。元素的共振线，亦称为特征谱线。 5、解释名词：灵敏线共振线第一共振线 共振线――由任何激发态跃迁到基态的谱线称为共振线． 主共振线――由第一激发态回到基态所产生的谱线；通常是最灵敏线、最后线 灵敏线――元素的灵敏线一般是指强度较大的谱线，通常具有较低的激发电位和较大的跃迁几率。 AAS 解释下列名词：多普勒变宽、谱线轮廓、光谱通带、释放剂、峰值吸收积分吸收锐线光源多普勒变宽――又称为热变宽，它是发射原子热运动的结果，主要是发射体朝向或背向观察器运动时，观测器所接收到的频率变高或变低，于是出现谱线变宽。 谱线轮廓――是谱线强度随波长（或频率）分布的曲线。 光谱通带――仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。 释放剂――当欲测元素和干扰元素在火焰中形成稳定的化合物时，加入另一种物质，使与干扰元素化合，生成更稳定或更难挥发的化合物，从而使待测元素从干扰元素的化合物中释放出来，这种加入的物质称为释放剂。
用光栅测量光波波长
用光栅测量光波波长实验报告 学院班级学号姓名 实验目的与实验仪器 【实验目的】 （1）学习调节和使用分光仪观察光栅衍射现象。 （2）学习利用光栅衍射测量光波波长的原理和方法。 （3）了解角色散与分辨本领的意义及测量方法。 【实验仪器】 JJY分光仪(1’)、光栅、平行平面反射镜、汞灯等。 实验原理（限400字以内） 1、光栅方程 主极大的级数限制： 2、光栅色散本领与分辨本领 光栅的分光原理：波长越长，衍射角越大。 色散现象：入射光是复合光，不同的波长被分开，按从小到大依次排列，成为一组彩色条纹，就是光谱。 K级次的角色散率： 光栅的分辨本领定义为刚好能分辨开的两条单色谱线的波长差与这两种波长的平均值之比： 实验步骤 光栅方程是在平行光垂直入射到光栅平面的条件下得出的，因此要按此要求调节仪器： 1）按实验4.14【实验装置】部分的“1.分光仪的构造”和“2.分光仪的调节” 内容调节好分光仪。 2）调节光栅平面使之与平行光管光轴垂直：调B2或B3十字水平线。 3）调节光栅使其透光狭条与仪器主轴平行：调B1使谱线高度一致。
4）用汞灯照亮平行光管的狭缝，设平行光垂直照射在光栅上，转动望远镜定性观察谱线的分布规律与特征；然后改变平行光在光栅上的入射角度，转动望远镜定性观察谱线的分布的变化。 5）测量肉眼可以很清楚看到的汞灯蓝色、绿色、黄色I、黄色II四条谱线。使望远镜对准中央亮线，向左转动，对观察到的每一条汞光谱线，使谱线中央 与分划板的垂直线重合，将望远镜此时的角位置记录到表5.8-1到5.8-4中。同样的，向右转动，将望远镜此时的角位置记录到表5.8-1到5.8-4中。 读数： 【分析讨论】 讨论光栅的作用、汞光谱线的分布规律与特征、平行光入射角度对谱线分布的影响等，对实验结果进行评价。 答：1、光栅主要有四个基本性质:色散、分束、偏振和相位匹配，光栅的绝大多数应用都是基于这四种特性。光栅的色散是指光栅能够将相同入射条件下的不同波长的光衍射到不同的方向，它使得光栅取代棱镜成为光谱仪器中的核心元件；光栅的分束特性是指光栅能够将一束入射单色光分成多束出射光的本领；光栅的相位匹配性质是指光栅具有的将两个传播常数