微波分光实验

微波实验
教学方式:
讲述和演示(30分钟)
学生实验(120分钟)
一、实验背景
微波技术是近代科学的重大成就之一,几十年来,微波已发展成一门比较成熟的学科。

在雷达、通讯、导航、电子对抗等许多领域得到了广泛的应用。

雷达更是微波技术的典型应用。

可以说没有现代微波技术的发展,具体的说是没有微波有源器件的发展,就不可能有现代雷达。

现代的手机通讯更是与微波休戚相关。

微波是频率大约在300MHz~3000GHz或波长在1m~0.1mm范围内的电磁波,此波段称之为微波波段。

常把微波波段简单的划分为:分米波段(频率从300~3000MHz)、厘米波段(频率从3~30GHz)、毫米波段(频率从30~300GHz)、亚毫米米波段(频率从300~3000GHz)。

微波是一个非常特殊的电磁波段,尽管它介于无线电波和红外辐射之间,但却不能仅依靠将低频无线电波和高频红外辐射加以推广的办法导出微波的产生、传输和应用的原理。

微波波段之所以要从射频频谱中分离出来单独进行研究,是由于微波波段有着不同于其他波段的重要特点。

(波长短、频率高、量子特性、能穿透电离层……)
二、实验目的
1.用迈干法测定微波波长,加深对微波具有类似光线直线传播性质的理解;2.用模拟晶格观察微波的布拉格衍射,学习X射线分析晶体结构的基本知识。

三、实验仪器
微波源(厘米波信号发生器)、微波分光计、立方晶体模型;
四、实验原理
1.迈干法测定微波波长:
微波的迈克尔逊干涉和光学迈克尔逊干涉仪的基本原理相同,只是用微波代替光波而已(图1)。

微波源发射喇叭发出的微波,经过与发射喇叭发射方向成45度的分光玻璃板,把一束微波等幅地分成两束,一束经分光板发射后向固定
金属板A 方向传播,另一束微
波通过分光板,向可移动的金属
反射板B 方向传播,这样把一
列单色的电磁波经过分光板后,
分解成频率相同,振动方向一
致,而传播方向互相垂直的两列
微波。

当第一束微波传到全反射
板A 时,沿相反方向被全部反
射回来,透过分光板到达接受喇叭,第二束微波经B 板反射后到达分光板,再经反射也到达了接受喇叭。

这样接受喇叭同时接受到两束同频率、振动方向一致的微波,如果两束波的波程差满足波长整数倍时,是相长干涉。

此时,与接收器连接的指示器将显示电流极大。

测量n 次极大值的位置,则微波的波长为:
2.晶面的密勒指数标记法: 晶体点阵上的格点,按一定的对称规律周期地重复排列在空间三个方向上。

因此晶体的立体点阵可以用一系列间距相等的平行晶面族来表示。

布拉格公式中的d 值就是这样的晶面族中相邻两晶面的间距。

晶体点阵中的平行晶面族有许多种取法,每种取法有着特定的晶面法线方向。

晶面法线方向的矢量代表着晶面的取向。

图3就画出了二维点阵中一些晶面族的取法。

对于特定取向的晶面,我们采用密勒指数h 、k 、l (三个互质的整数)来表示,称为晶面的密勒指数,该平面族就称为(hkl )晶面族。

例如,某平面在三个坐标轴上的截距分别为x=3,y=4,z=2(见图2-a ),取倒数再化做互质的整数即:
6,3,412
6,123,12421,41,31
⇒⇒ 所以此平面的密勒指数为(436),即此平面的平行晶面族记为(436)。

01 2......
K K λ∆==±± 、、12()1
n L L n λ-=-固定金属板 图1 迈干法测微波波长
又如图2-b 所示,平面ABB ´A ´在三个坐标轴上的截距为x=1,y=∞,z=∞,所以密勒指数为(100)。

ABC C ´ 平面的截距为x=1,y=1,z=∞的,所以密勒指数为(110)。

依次类推,平面ABDD ’的密勒指数为(120)。

3.布拉格公式:
我们略去晶胞的空间结构,俯视图2-b 所
示的点阵,可得立方晶体在x-y 平面上的投影
如图3所示。

实线表示(100)平面与x-y 平
面的交线,点划线与虚线分别表示(110)面
及(120)面与x-y 平面的交线。

其它晶面族
密勒指数记法类推。

对于立方晶系,
d 100=d 010=d 001=d ,可以证明各晶面族的面间距
计算公式为:
2221
l k h d hkl ++=
如图3所示,今有一束平行的微波入射(100)平面族,根据x 射线的布拉格衍射公式,全部散射线相互干涉加强条件为:
........3,2,1sin 2100==••k k d λθ
若实验测得掠射角θ,则从已知的微波波长λ可求晶面族间距d 100。

反之若知
晶面族的间距,可求微波的波长。

对于其它晶面族,全部散射线相互加强条件依次类推。

图2 晶面的密勒指数标记 (120) (110) (100) x y d 110 d 120 θ θ 图3 二维晶面
五、仪器介绍
微波布拉格衍射的实验装置主要是一个微波分光计,分光计两臂可以绕主轴转动,其上分别装置发射喇叭(T),及探测喇叭(D)。

发射喇叭上附有速调管或体效应震荡器(k)及衰减器(A),可发射波长为3cm的单色微波,探测喇叭上附有检波器,输出引线连接直流电流表(量程为100μA的微安表),以显示探测喇叭受到散射波相互干涉后的微波能量。

为防止分光计底座与小平台(S)对微波的反射,两个喇叭等高并位于小平台之上。

六、实验内容及步骤
1.迈干法测量微波波长
1)调微波分光计,使两个喇叭同轴等高,且通过分光计中心,各转至0°与180°。

2)在分光计上将喇叭(D)旋转90°,并装上动反射镜(M1)和固定反射镜(M2),构成微波迈克尔孙干涉仪。

3)在小平台上放一玻璃板,使之与微波如射方向夹角为45°。

只要移动(M1)的位置,就可在检测表头上观察干涉的结果。

4)测定连续3个极小或极大变化之间M1移动距离(相邻两个极小值或极大值时M1位移为1/2波长,并计算出微波波长。

重复5次,并进行误差分析。

2.验证布拉格公式
测量立方晶体(100)面衍射一级与二级极大值的掠射角θ1与θ2。

掠射角从20°开始测量,转动两臂每隔1°记录依次表头读数,找出两侧的一级与二级极大值的掠射角,取平均值并与计算值进行比较。

3.已知波长测定模拟立方晶体的晶格常数
用(110)晶面族作为散射点阵面,测出衍射极大值的掠射角,计算d110及晶格常数a,并与实际值d=4cm相比较。

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大学物理实验 微波光学特性及布拉格衍射

大学物理实验 微波光学特性及布拉格衍射
98.237
极小
类别
Xi=i
Xi=i*i
yi=Xi+1
Yi^2=Xi+1^2
Xiyi
1
1
1
22.823
520.889
22.823
2
2
4
37.225
1385.700
74.45
3
3
9
53.685
2882.079
161.055

6
14
113.733
4788.668
258.328
平均
2
4.67
37.911
1596.223
根据记录数据,画出单缝衍射强度与衍射角度的关系曲线。并根据微波衍射强度一级极小角度和缝宽 ,计算微波波长 和其百分误差(表中 、 是相对于0刻度两边对应角度的电压值)。
3.微波的双缝干涉
按需要调整双缝干涉板的缝宽。将双缝缝干射板安置在支座上时,应使双缝板平面与载物圆台上 指示线一致。转动小平台使固定臂的指针在小平台的 处。此时相当于微波从双缝干涉板法线方向入射。这时让活动臂置小平台 处,调整信号使液晶显示器显示较大,然后在 线的两侧,每改变1~3度读取一次液晶显示器的读数,并记录下来,然后就可以画出双缝干涉强度与角度的关系曲线。并根据微波衍射强度一级极大角度和缝宽 ,计算微波波长 和其百分误差。
由已知的晶格常数a和微波波长λ,估算出(100)面和(110)面衍射极大的入射角;调整发射喇叭和接收喇叭的天线正对,调节衰减器;
将模型固定在载物台上,晶面法线与刻度盘0°重合,发射臂指针的读数即为入射角,将接受臂转至0°另一侧同一度数,即得到入射角等于反射角。在理论峰值附近寻找电流最大的入射角。。
原始数据记录及分析:

微波消解-UV分光光度法快速测定水中总氮

微波消解-UV分光光度法快速测定水中总氮

【 bt c]e rtteo l ioe a r fh ono nr e gu rsir et oui er a raer e o s n A sr tRf soh t t gnnwt e m ut f io nv i so ,se c db pl tndg e t kse r i d a e tan r i e o t a tg a o fm f e y l o l e w e l ,s v r a
mirwa e dg sinmeh d o h rt ame to h tr h to ssmp erpd a dei n t h ru h y n awier g fl e rh sb t co v ie t t o n te pe e t n te wae, emeh d i i l,a i l o r f t n miaeto o g l,i d a eo n a a e ̄r n i p e iina da c rc .h a l f rperame twi vs e to h tmee r trgtt emo ests e eut. rcso c ua yT es mpeat rte t n t u p crp oo trweea e ,e h r aif d rs ls n e h f i
e to h c t n l v l n o h mp ra t i d x sT r f r .c u ae d tr n to o i o e i w mr s v r i o r n . h x e i nt s n u r p ia i e e o e f t e i o t n n e e . hee o e a c r t e e mi a in f n t g n n a i e y mp t t e e p rme u i g o r a T

微波分光实验报告

微波分光实验报告

微波分光实验报告
一、实验目的
本次实验的目的主要是熟悉和掌握微波分光仪的使用方法,掌握微波分光分析仪表达谱特征,熟悉微波分光光谱分析中峰面积与浓度的关系等。

二、实验原理
微波分光光谱是根据分子中原子、分子或离子因其分子结构不同而具有不同频率的基本振动而发出的光谱,而分子辐射在不同微波频率下的吸收信号的强度,就可以反映出分子的结构信息,从而可以用来定量测定物质的含量。

三、实验装置
本次实验使用的设备主要有微波分光仪、液相喷雾装置、仪器控制软件等。

四、实验方法
1.准备实验样品:把样品稀释至痕量级,利用液相喷雾装置将其转换为气态。

2.微波分光仪校准:打开仪器,用空白样准备软件进行谱线校准。

3.测定吸收信号:将样品分析组装放如到微波分光仪中,控制软件进行操作,根据波长选择区间,测定出样品吸收信号。

4.数据分析:利用仪器控制软件进行数据分析,计算出每个峰的面积,从而得出样品含量的大小。

五、实验结果
实验结果表明,在相同条件下,样品中不同物质的吸收信号强度与其物质的含量有相关性,随着样品中物质含量增加,其吸收信号强度也增加。

六、实验意义
通过本次实验,可以使学生熟悉和掌握微波分光仪的使用方法,熟悉微波分光光谱分析技术,实现快速、准确的物质的定量检测和定性分析。

微波消解-分光光度法测定酵母中的微量锌

微波消解-分光光度法测定酵母中的微量锌
维普资讯
第2 6卷 第 4期
20 0 7年 l 2月








J u n l o u a o y e h i ie st o r a f W h n P l t c n c Un v r i y
V0 | 6 . I No 4 2 De . 07 c 20
1 材 料 与方 法
11 仪器 与试 剂 , 111 U 一 1 紫外 可见 分光 光度 计 。 .. V 5 0型 11 U I O一 2 0型 分光 光度 计 。 ., 2 NC 70
11 p S 3 .. H 一 C型 酸度 计 。 3
11 MK Ⅲ 型光 纤 自控 密 闭微波 消解 炉 ( .. 4 一 上海 新 拓微 波 消解 溶样 测试 技 术有 限公 司 ) 11 锌 标准 储备 溶液 : ., 5 准确称 取氧 化锌 00 2 g于 .6 3 10 0 mL烧杯 中, 1 2 的稀盐 酸 5 , 加( + ) mL 加热 溶解 , 冷
11 磷酸 二氢 钠一 ., 8 硼砂 缓冲 溶 液 : .2 N HP 2 % a O 、 7 38 .%十 四水合 硼 酸钠 , 按一 定 的 比例 在 Moe 88型 d 16
精 密酸度 计 调至 p = . 。 H 87 0
处理 。 国 内采 用该 方法 进行 样 品消 解 的报 道 日益增
1 实验步 骤 . 2
准确 移取 适量 的锌 标准溶 液 (. l 锌) 2 mL 80 g 于 5 a 的 比色管 中 , . %对硝 基酚 溶液 2滴 , 01 o/ 00 5 用 .m l L 的 N O 溶 液 中和 至黄 色 出现 ,依 次加 入 5mL 的 aH

微波消解-分光光度法测定钒钛磁铁矿中的钒

微波消解-分光光度法测定钒钛磁铁矿中的钒

磁铁 矿 样品 中钒 的测 定 , 重现 性好 , 出限较低 , 检 灵敏 度 较 高 , 够 满足 简单 、 能 快速 、 量 分析 的要 求 。 批
关键 词 : 波 消解 ; 光光 度 法 ;钒钛磁 铁 矿 : 微 分 钒 中图分 类号 : 6 7 3 ; 5 8 1 ; 6 4 5 l 0 5 .2 P 7 .2 0 1. l 文 献标 识码 : B
usn o c n r td H3 i g c n e tae PO4a d 4 /L Na s l to . Th e e t n lmi o h eh d fr v n d u wa 0 4 n 0 g F ou i n e d tc i i t ft e m t o o a a i m s0. 0 o
o t i d h t frn ef m cei e t ao e m nso o n i nu a tde n l ntdb pi z .T ei e ee c o ox t jr l e t f rn ad ta im w ss i a dei a y m e nr r sn m e i t u d mi e
21 0 0年 l 2月
De e c mbe r201 0




Vo . 129.No 6 .
71 ~72 9 2
ROCK M I AND NERAL ANALYS S I
文章编 号 : 2 4—5 5 ( 0 0 0 0 1 0 05 3 7 2 1 ) 6— 7 9— 4
De e m i a i n o n di m n Va a i m — t n u a n tt r s b t r n to f Va a u i n du Tia i m M g e ie O e y

微波消解-分光光度法快速检测水果中铅含量

微波消解-分光光度法快速检测水果中铅含量
1 示 所
表 1 微 波 消解 步骤
步骤 功率 发射率 升温时间 压力
( ) W
I 2 6o 0 6o o
温度 保持时间
( ) ℃
I0 2 10 7
( ) %
lo o 10 o
( i) mn
5 6
( a P)
30 5 30 5
( n mi)
系统 等多 个 系统造 成 影 响。 文采 用微 波 消解 仪 对试 样 本 进 行 消 解 . 究 了溶液 中微 量 P (1) 研 b 1 的简 便 、 捷 测定 快 新 方法
二 、 验 部分 实
1主 要 仪 器 .
消化 内罐 中 , 别加 入 浓 硝酸 50 L、 分 .m 过氧 化 氢20 , .mL 将 消化 内罐 放 入 消化 外罐 中。 消解 后 取 出 , 冷却后 开 罐 , 将 消解 液 转 移 到 烧 杯 内 , 蒸馏 水 反 复 冲 洗 . 用 将烧 杯 置 于
3 04 04 04 04 04 05 05 05 05 o5 06 06 06 06 0 8 0 2 4 6 8 0 2 4 6 8 0 2 4 6
3 6 Biblioteka A( m ) a 图 1 配 合 物 与 试 剂 空 白 的 吸 收 曲 线 hn er o 0 4 og 0 7 6 中国计 量 C iaM t l y 2 1
3实 验 方 法 .
三 、 果与 讨论 结 1波 长 选 择 .
在p 5 的六 次 甲基 四胺缓 冲溶液 中 , b Ⅱ) H= - 4 P ( 与XO、
( ) 波 消解 步骤 1微 消解 效果 除 与消 解 溶剂 有 关外 . 与微 波 消解 条件 还 有直 接 的关 系 。一 般 水 果 中有 机物 质 含量 较 高 , 机 物 有

微波萃取——分光光度法测定党参中黄酮的研究


De e m i a i n o a o i o Co on pssPi u a b t r n to fFlv nodsFt m d o i l l y os M ir w a e_ A s it d Ex r c in a co v 。 _ _ — — ss e t a to nd Spe t o ho o e e cr p t m tr
W A NG Qig m ig,ZHANG i s e g ,LILi h a,XUE Li m i n— n Jn— h n — u — n
( c o l f h mity a d Ma ei l in e,Lio ig S iu i est S h o C e sr n tra sSce c o a nn hh a Unv r i y,Fu h nLi o i g 1 3 0 s u a nn 1 0 1,P. Chn ) R. ia
a dma e il O l u d r t s 1 : 3 0.Un e h p i l o d t n ,t e a u t f l v n i s n o o o ss i s l n t ra i i a i i t q o d rt eo tma n ii s c o h mo n o f o o d i c d n p i a pl u a o wa s 2 8 ,RS .7 D= 0 8 8 ( 一 5 ,a d t err c v r s b t e 9 ~ 1 2 . . 7 n ) n h i e o e y i e we n 9 0 Ke r s M ir wa e a ss e x r c i n;S e to h t me r ;C d n p i p l s l :Flv n i s y wo d : c o v — s it d e ta t o p cr p o o ty o o o ss i u a o a o od

微波光特性实验

微波光特性实验一、实验原理1、微波的反射如图1所示,一束微波从发射喇叭A 发出,射向金属板MN ,入射角为i ,由于微波的传播遵循反射定律,因此在反射方向的位置上,只有接收喇叭B 处在反射角i i ='时,接收到的微波强度最大,即反射角等于入射角。

2、 微波的单缝衍射 图1 微波的衍射原理与光波的衍射完全相同。

当一束微波入射到与波长可以比拟的狭缝时,它就要发生衍射现象如图2所示。

设微波 波长为λ,狭缝宽度为a ,衍射角为ϕ,当λϕk a ±=sin , ,3,2,1=k 时,在狭缝后面出现衍射波强度的极小值。

当2)12(sin λϕ+±=k a , ,2,1,0=k 时, 在狭缝后面出现衍射波强度的极大值。

(中间 图2 极大在0=k 处)3、微波的双缝干涉微波的传播遵守干涉规律,如图3所示,当一束波长为λ的微波垂直入射到金属板的两条狭缝上,则每条狭缝就是次波源。

由两缝发出的次波是相干波,因此在金属板后面的空间中,将产生干涉现象。

设狭缝宽度为a ,两缝间的距离为 b ,则由干涉原理可知,当λϕk b a ±=+sin )(, ,3,2,1=k 时,干涉加强; 图3 当2)12(sin )(λϕ+=+k b a , ,2,1,0=k 时, M N干涉减弱。

4、微波的迈克尔逊干涉如图4所示,在微波前进的方向上放置成450的半透射板MN ,由于A 、B 处全反射的图4作用,两列波再次回到半透射板并到达接收喇叭处。

于是接收喇叭收到两束同频率,振动方向一致的两列波。

如果这两列波的相位差为π2的整数倍,则干涉加强;当相位差为π的奇数倍,则干涉减弱。

假设入射的微波波长为λ,经A 、B 反射后到达接收喇叭的波程差为δ, 当λδk =, 2,1,0±±=k 时,连在接收喇叭上的指示器有极大示数; 当2)12(λδ+=k , 2,1,0±±=k 时,连在接收喇叭上的指示器有极小示数;当A 不动,将反射板B 移动距离L ,则两列波到达接收喇叭的波程差为L 2=δ,假设从某一级极大开始记数,测n 出个极大值,则由λn L =2得到nL 2=λ,即可测出微波的波长。

微波萃取——分光光度法测定篇蓄中的总黄酮


1 实 验 部 分
1 1 仪 器 及 材 料 .
光度 , 回归 方 程 为 : 得 A一 1 1 05 芦 - . 3 ( = . 3 p 丁4 0 0 6 n = = 6, ) 相关 系数 r . 9 3 其 中 , 为 吸 光 度 ;芦 一0 9 9 9 , A P丁
MAR 一5微 波 样 品 处 理 系 统 ( 国 C M 公 S 美 E

要 : 采 用 微 波 辅 助 萃 取 法萃 取 篇 蓄 中 的 总 黄 酮 , 芦 丁 为 对 照 品 , 分 光 光 度 法 测 定 总黄 酮 的 含 量 。 利 以 用
用 正 交 实 验 考 察 了萃取 温度 、 液 比 、 料 乙醇 体 积 分 数 和 回 流 时 间 对 总 黄 酮 含 量 的 影 响 。 实 验 结 果 表 明 : 佳 条 件 为 最 萃取 温度 8 O℃ 、 液 比 1: O 乙醇体 积 分 数 为 8 、 料 4、 5 回流 时 间 7mi。在 最 优 条 件 下 测 得 总黄 酮 的 平 均 质 量 分 数 n 为 20 9mg g 总 黄 酮 的 平 均 萃取 率 为 3 4 1 , 对 标 准偏 差 为 0 34 ( . 9 / , . 8 相 . 0 一6 , 收 率 为 9 .7 ~ 9 . O 。 )回 4 1 95 关 键 词 : 微 波 萃 取 ; 篇 蓄 ; 总 黄 酮 ; 分 光 光度 法 ; 正 交
Ke r s M ir wa e a ss e x r c i n;P l g n m v u a e y wo d : c o v - s it d e ta t o o y o u a c l r ;Flv n i s p c r p o o ty;Or h g n l a o od ;S e t o h t me r t o o a

微波分光实验报告

微波分光实验小组成员:陈瑶20121004159肖望20121003780薛帅20121004279蔡阳20121004087微波光学实验一,实验原理1. 反射实验电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射.本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。

2. 单缝衍射实验如图,在狭缝后面出现的颜射波强度并不均匀,中央最强,同时也最宽,在中央的两侧颜射波强度迅速减小,直至出现颜射波强度的最小值,即一级极小值,此时衍射角为φ=arcsin(λ/a).然后随着衍射角的增大衍射波强度也逐渐增大,直至出现一级衍射极大值,此时衍射角为Φ=arcsin(3/2*λ/a),随着衍射角度的不断增大会出现第二级衍射极小值,第二级衍射极大值,以此类推。

3.双缝干涉平面微波垂直投射到双缝的铝板上时,由惠更斯原理可知会发生干涉现象。

当dsinθ=(k+1/2)λ(k=0,±1,±2……)时为干涉相消(强度为极小),当dsinθ=kλ(k=0,±1,±2……)时为干涉相长(强度为极大)4.偏振设有一沿z轴传播的平面电磁波,若它的电池方向平行于x轴,则它的电场可用下面表达式的实部来表示:式中k0为波矢。

这是一种线偏振平面波。

这种波的电场矢量平行于x轴,至于指向正方向还是负方向取决于观察时刻的震荡电场。

在与电磁波传播方向z垂直的X-y平面内,某一方向电场为E=Ecosα,α是E与偏振方向E0的夹角。

电磁场沿某一方向的能量与偏振方向的能量有cos2α的关系,这是光学中的马吕斯定律:I=I0COS2α5.迈克尔孙干涉实验在平面波前进的方向上放置一块45°的半透半反射版,在此板的作用下,将入射波分成两束,一束向A传播,另一束向B传播.由于A,B两板的全反射作用,两束波将再次回到半透半反板并达到接收装置处,于是接收装置收到两束频率和振动方向相同而相位不同的相干波,若两束波相位差为2π的整数倍,则干涉加强;若相位差为π的奇数倍,则干涉减弱。

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