单色仪
单色仪定标及分类
单色仪定标及分类单色仪定标是借助于波长已知的线光谱以获取对应的鼓轮读数。
为了获得较多的点，必须有一组光源。
通常采用汞灯、氢灯、钠灯、氖灯以及用铜、锌、铁做电极的弧光光源等。
下面小编简单介绍下单色仪其它信息。
一、单色仪分类单色仪有多种，从不同的角度对它有不同的分类，如按物镜的形成可分为透射式单色仪和反射式单色仪，按色散元件可分为棱镜单色仪和光栅单色仪。
棱镜单色仪：棱镜的工作光谱区受到材料的限制(光的波长小于120nm，大于50μm时不能使用)，光栅单色仪的角色散率与波长无关，棱镜单色仪的角色散率与波长有关。
棱镜单色仪的尺寸越大分辨率越高，但制造越困难，同样分辨率的光栅重量轻，制造容易。
光栅单色仪：光栅单色仪存在光谱重叠，棱镜光谱仪没有。
光栅单色仪存在鬼线(由于刻划误差造成)，棱镜单色仪没有。
二、单色仪定标单色仪出厂时，一般都附有定标曲线的数据或图表供查阅，但经过长期使用或重新装调后，数据会发生变化，需重新定标，以对原数据进行修正。
1、观察入射狭缝和出射狭缝的结构，了解缝宽的调节、读数以及狭缝使用时的注意事项，选取适当的缝宽以获取足够的强度及较好的单色性。
2、在入射狭缝前放置汞灯，为了充分利用进入单色仪的光能，光源应放置在入射准直系统(S1和M1)的光轴上。
在单色仪光源与入射缝之间加入聚光透镜，适当选择透镜的焦距和口径，使其相对口径与仪器的相对口径匹配。
这样，可获得最大亮度的出射谱线，同时又减少了单色仪内部的杂散光。
调节聚光透镜的位置，使出射狭缝呈现的谱线最明亮。
3、将低倍显微镜置于出射狭缝处，对出射狭缝进行调焦，使显微镜视场中观察到的汞谱线最清晰。
为使谱线尽量细锐并有足够的亮度，应使入射缝S1尽可能小，出射狭缝可适当大些。
根据可见光区汞灯主要谱线的波长、颜色、相对强度和谱线间距辨认谱线。
4、使显微镜的十字叉丝对准出射狭缝的中心位置，缓慢地转动鼓轮，直到各谱线中心依次对准显微镜的叉丝时，分别记下鼓轮读数(L)与其所对应的波长(λ)。
14-单色仪的应用
实验十四 单色仪的应用单色仪是将光源发出的复色光用色散元件把它分解为单色光的仪器，这种仪器可用于各种光谱特性的研究：如测量介质的光谱透射率曲线，光源光谱的光强分布、光电探测元件的光谱响应等等。
在实验室中常用到的单色仪基本有二类，一类是透射式单色仪，如图1所示，这种单色仪的入射光和出射光恒成90°夹角。
成像系统由透镜组成，常用于可见光范围，它的优点是聚光本领强；另一类是反射式单色仪，如图2所示，这种单色仪入射光与出射光夹角为 122，成像系统由反射镜组成，它的优点是使用范围大，只要置换不同的棱镜，使用范围可以从紫外光一直到红外光，本实验所用的正是此类单色仪。
【实验目的】1． 了解单色仪的结构和原理，学会正确使用的方法。
2． 以高压汞灯的主要谱线为基准，对单色仪在可见光区域进行定标。
3． 测定汞灯谱线的光强分布。
【实验原理】反射式棱镜单色仪外形为一圆盘（如图2）它主要有三部分组成：①入射缝1S 和凹面镜1M ，组成了入射系统，以产生平行光；②平面镜2M 和棱镜P 组成色散系统； ③凹面镜3M 和出射缝2S 组成聚光出射系统 ，它将棱镜分出的单色平行光由3M 汇聚在出射缝2S 上。
图中平面镜2M 和棱镜P 所放的位置，对以最小偏向角通过棱镜的平行光束而言，可使入射到2M 的光束与从棱镜出射的光束平行。
这样，以最小偏向角通过棱镜某波长的光，经3M 反射后恰恰成像在出射缝处。
因此，只要1S 和1M 保持不变的情况下，当棱镜P 和反射镜2M 同步转动时，对应于最小偏向角的光的波长也跟着改变，出射缝2S 就有不同波长的单色光射出。
由于光束以最小偏向角通过棱镜，所以光缝单色像的像差最小。
出射的光束单色性好。
而棱镜P 和平面镜2M 的转动机构与仪器下部的转动轴杆鼓轮相连，鼓轮上刻有均匀的分度线，因而出射波长 与鼓轮读数R 相对应。
单色仪出厂时有对应（定标）曲线的数据。
但经过一段时间使用后，定标会有所漂移。
单色仪定标实验报告
单色仪定标实验报告实验目的，通过单色仪定标实验，掌握单色仪的使用方法，了解光的色散规律，掌握用单色仪测定光的波长的方法。
实验仪器，单色仪、汞灯、钠灯、氢灯、汞镁灯、透射光栅、测微目镜、波长计。
实验原理，单色仪是一种用来分离和测定光谱的仪器。
当白光通过单色仪时，不同波长的光被分散成不同的角度，形成光谱。
利用透射光栅，可以将光谱中的各个波长分离开来，然后用测微目镜和波长计来测定各个波长的位置，从而得到光的波长。
实验步骤：1. 调整单色仪，将单色仪放在实验台上，调整仪器使得入射光垂直射入单色仪的入射口，并使得出射光垂直射向透射光栅。
2. 测定汞灯谱线，打开汞灯，调整单色仪使得汞灯的光谱线通过透射光栅，用测微目镜和波长计测定各个谱线的波长。
3. 测定钠灯谱线，同样的方法，测定钠灯的光谱线的波长。
4. 测定氢灯谱线，同样的方法，测定氢灯的光谱线的波长。
5. 测定汞镁灯谱线，同样的方法，测定汞镁灯的光谱线的波长。
实验结果：汞灯的谱线位置及波长：谱线1，位置 450 波长 579.1nm。
谱线2，位置 550 波长 576.9nm。
谱线4，位置 750 波长 491.6nm。
谱线5，位置 850 波长 435.8nm。
钠灯的谱线位置及波长：谱线1，位置 460 波长 590.0nm。
谱线2，位置 560 波长 589.4nm。
谱线3，位置 660 波长 588.9nm。
谱线4，位置 760 波长 587.1nm。
谱线5，位置 860 波长 589.6nm。
氢灯的谱线位置及波长：谱线1，位置 470 波长 656.3nm。
谱线2，位置 570 波长 486.1nm。
谱线3，位置 670 波长 434.0nm。
谱线4，位置 770 波长 410.1nm。
谱线5，位置 870 波长 397.0nm。
汞镁灯的谱线位置及波长：谱线1，位置 480 波长 435.8nm。
谱线2，位置 580 波长 404.7nm。
谱线3，位置 680 波长 365.0nm。
单色仪定标实验报告
单色仪定标实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过对单色仪的定标实验，掌握单色仪的原理和使用方法，以及了解单色仪的定标原理和步骤。
二、实验仪器和设备。
1. 单色仪。
2. 光源。
3. 样品。
三、实验原理。
单色仪是一种用于测量物质吸收、发射或透射光谱的仪器。
它通过将光分解成各个波长的组成部分，从而可以得到样品对不同波长光的吸收、发射或透射情况。
在定标实验中，我们需要确定单色仪的分辨率和灵敏度，以确保后续实验的准确性和可靠性。
四、实验步骤。
1. 准备工作，将单色仪和光源连接好，调节单色仪的波长范围和光强度。
2. 定标前的准备，将样品放入单色仪中，调节单色仪使其只通过一种波长的光。
3. 定标实验，记录样品对该波长光的吸收、发射或透射情况，然后逐步改变波长，记录各个波长下的光谱数据。
4. 数据处理，根据实验数据绘制光谱图，并分析样品在不同波长下的特性。
五、实验结果与分析。
通过实验，我们得到了样品在不同波长下的光谱数据，根据这些数据我们可以分析出样品对不同波长光的吸收、发射或透射情况，从而了解其特性和结构。
同时，我们也可以根据实验数据对单色仪的性能进行评估，确保其在后续实验中的准确性和可靠性。
六、实验总结。
通过本次实验，我们掌握了单色仪的定标原理和步骤，了解了单色仪在光谱测量中的应用，提高了实验操作能力和数据处理能力。
同时，也加深了对光谱仪器的理解，为今后的实验工作打下了坚实的基础。
七、实验感想。
本次实验让我深刻体会到实验操作的重要性，只有严格按照操作规程进行实验，才能得到准确可靠的数据。
同时，也要注重数据处理和结果分析，才能得出科学的结论。
希望今后能够继续努力，提高实验能力，为科学研究做出更大的贡献。
八、参考文献。
1. 《光谱学原理与仪器》。
2. 《实验室光谱分析技术手册》。
以上为本次单色仪定标实验的实验报告，谢谢阅读。
单色仪定标实验报告
单色仪定标实验报告单色仪定标实验报告引言：单色仪是一种用于测量光的波长和光谱分布的仪器。
在光学实验中，单色仪的准确性和稳定性对于获得可靠的实验结果至关重要。
本次实验旨在对单色仪进行定标，以确保其测量结果的准确性。
实验装置：本次实验所使用的装置包括：单色仪、光源、光电二极管、计算机等。
其中，单色仪是实验的核心设备，用于分离和选择特定波长的光线。
光源则提供光线，光电二极管用于接收并转化光信号，计算机用于显示和记录实验数据。
实验步骤：1. 准备工作在进行实验之前，首先需要对实验装置进行检查和准备。
确保单色仪的光路调节良好，光源的亮度适中，光电二极管的接收面干净无污染。
2. 单色仪的定标a. 设置初始波长将单色仪调至初始波长，通常选择可见光谱范围内的某个波长，如红光的波长为650nm。
通过旋转单色仪上的波长选择旋钮，将波长调至设定值。
b. 光电二极管的校准将光电二极管与单色仪相连，并将其输出信号连接至计算机。
在计算机上打开数据采集软件，选择合适的采样频率和采样时间。
然后，将单色仪的波长逐渐调整，记录下对应的光电二极管输出信号。
c. 构建定标曲线将记录下的波长和对应的光电二极管输出信号绘制成散点图。
通过对散点图进行拟合，得到定标曲线的数学表达式。
常见的拟合方法包括线性拟合、二次拟合等。
根据实际情况选择最合适的拟合方法。
d. 验证定标曲线选择几个已知波长的光源，将其光线通过单色仪，测量其光电二极管的输出信号。
将测量得到的输出信号代入定标曲线中，计算出对应的波长值。
与已知波长进行比较，验证定标曲线的准确性。
实验结果与讨论：通过以上步骤，我们成功地对单色仪进行了定标，并得到了相应的定标曲线。
在实验中，我们选择了红光、绿光和蓝光作为已知波长的光源进行验证。
实验结果显示，当红光的波长为650nm时，光电二极管的输出信号为1.23V；当绿光的波长为532nm时，输出信号为0.89V；当蓝光的波长为470nm时，输出信号为0.72V。
单色仪原理
单色仪原理单色仪是一种用于分离和测量光谱中不同波长光线的仪器，它在光谱分析和光学测量中起着非常重要的作用。
单色仪的原理是基于光的色散特性和光的衍射原理，通过一系列光学元件的作用，将多色光分离成单色光，以便进行精确的光谱分析和测量。
首先，让我们来看一下单色仪的基本构造。
单色仪通常由入射口、准直系统、色散元件、出射口等部分组成。
入射口用于接收光源发出的多色光，准直系统用于将入射光线整形成平行光束，色散元件用于分散光束中的不同波长光线，最后出射口用于输出单色光线。
通过这些部分的协同作用，单色仪可以实现对光谱的精确分析和测量。
其次，让我们来了解一下单色仪的工作原理。
当多色光线通过入射口进入单色仪后，准直系统将其整形成平行光束，然后经过色散元件的作用，不同波长的光线会按照其波长大小被分散开来，最终形成一条连续的光谱。
在这个过程中，色散元件起着至关重要的作用，它可以是棱镜、光栅或者衍射光栅等，通过其特殊的光学性质，将多色光线有效地分散开来。
最后，出射口会选择其中的某一条波长的光线输出，形成单色光。
通过调节色散元件的角度或者改变入射光线的角度，可以实现对不同波长光线的选择和输出，从而完成对光谱的分析和测量。
此外，单色仪还可以通过各种探测器来实现对单色光的测量和记录。
常见的探测器有光电倍增管、CCD阵列和光电二极管等，它们可以将单色光线转换成电信号，并进行信号放大、处理和记录，从而实现对光谱的精确测量和分析。
总的来说，单色仪通过光的色散特性和衍射原理，实现了对多色光的分离和测量。
它在光谱分析、光学测量和光谱成像等领域有着广泛的应用，是一种非常重要的光学仪器。
通过对单色仪的原理和工作过程的深入了解，可以更好地理解其在科研和工程应用中的作用，为相关领域的研究和实践提供有力支持。
单色仪的原理
单色仪的原理
单色仪是一种用于分析光谱的仪器，它能够将复杂的光信号分解成不同波长的单色光，从而帮助人们研究物质的成分和性质。
单色仪的原理主要基于光的色散和检测技术，下面我们将详细介绍单色仪的原理。
首先，单色仪的原理基于光的色散现象。
当白光通过单色仪的光栅或棱镜时，不同波长的光会按照其波长大小被分散成不同的方向。
这种色散现象使得单色仪能够将复杂的光信号分解成不同波长的单色光，为后续的光谱分析提供了基础。
其次，单色仪的原理还涉及到光的检测技术。
分解后的单色光会被接收器接收并转换成电信号，然后经过放大和处理，最终形成光谱图像。
通过对光谱图像的分析，人们可以得知物质的成分和性质，从而实现对物质的分析和检测。
除此之外，单色仪的原理还包括光路的设计和调节。
良好的光路设计能够保证光线的稳定传输和准确分解，而精确的光路调节则能够保证光谱的准确性和可靠性。
总的来说，单色仪的原理主要基于光的色散和检测技术，通过将复杂的光信号分解成单色光，并利用光的特性进行分析和检测，从而实现对物质的研究和应用。
这种原理不仅在科学研究领域有着重要的应用，还在工业生产和环境监测等领域发挥着重要作用。
综上所述，单色仪的原理是基于光的色散和检测技术，通过光路设计和调节，将复杂的光信号分解成单色光，并利用光谱分析技术进行物质的研究和应用。
这种原理的应用不仅在科学研究领域有着重要意义，还在工业生产和环境监测等领域发挥着重要作用。
希望本文能够对读者对单色仪的原理有所了解，并对相关领域的研究和应用有所帮助。
单色仪的调整和使用课件
总结词
通过测量和分析光谱 ，了解物质的光学特 性和吸收、发射光谱 的规律。
准备实验器材
单色仪、光源、光谱 检测器、数据采集和 处理系统等。
调整单色仪
根据实验需求，调整 单色仪的狭缝宽度、 波长范围等参数。
测量光谱
使用光源照射待测物 质，通过光谱检测器 测量光谱数据。
分析光谱
对测量得到的光谱数 据进行处理和分析， 了解物质的光学特性 和光谱规律。
按照仪器说明书的要求，正确 连接电源，打开仪器开关。
观察和记录数据
将单色光投射到样品上，观察 并记录实验结果。
清洁仪器
使用适当的清洁剂和布料，对 仪器表面进行清洁，保持仪器 整洁。
常见问题与解决方案
波长不准确
可能是由于波长调节旋钮松动或 损坏，需要重新校准或更换部件
。
输出光斑不均匀
可能是由于反射镜或聚焦镜表面污 染，需要清洁相关镜面。
01
在开始调整单色仪之前，需要了解其基本原理和结构，包括光
学系统和机械结构，以确保调整的正确性和有效性。
检查单色仪的状态
02
在调整之前，应检查单色仪是否处于正常工作状态，包括检查
是否有损坏或磨损的部件，以及是否需要清洁光学表面。
准备必要的工具和材料
03
根据单色仪的调整需求，准备必要的工具和材料，如螺丝刀、
扳手、清洁剂等。
光学系统的调整
调整光学镜片的焦距
校准光学系统
通过微调光学镜片的相对位置，使光 线正确聚焦在输出平面上，确保单色 仪输出的光束质量。
通过校准光学系统，确保单色仪在各 个波长范围内都能输出稳定、准确的 光束，以满足使用要求。
调整光学镜片的倾斜度
为了消除光学畸变，需要调整光学镜 片的倾斜度，以确保输出的光束平行 且具有正确的光束形状。
单色仪的定标
数据处理
∴以光谱线波长λ为横坐标, 滚轮读数L 为纵坐标画曲线, 即能得到单色仪的定标曲线
单色仪的定标和分光计的应用
实验要求: 如何用分光计和三棱镜来实现单色仪的全部功能。
设计具体操作步骤, 例如三棱镜应该如何摆放。
写出操作指南, 别人按照指南可重复你的结果, 同时利用定标后的分光计可测量任意光源的波长（要求: 当仪器调好, 用望远镜观察时, 除了水平转动远镜外, 不可以进行其它调节）
三棱镜摆放：在调节好平台和望远镜后, 将三棱镜放上小平台。
在望远镜中观察到光线后, 将光线向右调节, 找到第一条黄线的最小偏向角, 在这个临界位置开始读数。
实验数据记录
转化为小数后计算其根据该公式计算其夹角
所以根据其波长和角度进行定标
()()()
1211
22ϕϕϕϕϕϕϕII I II I ⎡⎤
''=+=-+-⎢⎥⎣
⎦。
单色仪原理
单色仪原理及应用在科学研究、工业生产和医学诊断等领域，我们常常需要分析和测量光的性质和特性。
为了实现这一目标，单色仪作为一种重要的光学仪器应运而生。
本文将介绍单色仪的原理、工作方式以及其在不同领域的应用。
一、单色仪原理单色仪是一种用于将混合光分解成不同波长的光谱成分的仪器。
其主要原理基于光的色散现象，即不同波长的光在通过介质时会以不同的角度偏折。
最常见的单色仪是光栅单色仪。
光栅是一种具有周期性结构的光学元件，其表面由许多等间距的凹槽或凸起构成。
当光通过光栅时，由于不同波长的光会与光栅的周期相匹配，因此会在不同角度上产生衍射。
这样，单色仪利用光栅的色散特性，将输入的多色光分散成不同波长的单色光。
二、单色仪的工作方式单色仪通常由三个主要部分组成：入射口、光栅和出射口。
当光进入入射口后，首先会经过一个狭缝，以确保只有来自一个方向的光通过。
接下来，光线会被光栅衍射，根据不同波长的光在光栅上的偏折角度，分散成不同的光谱成分。
在单色仪中，可以通过调节入射角或光栅的位置来选择所需的特定波长。
一般情况下，单色仪会配备探测器来检测经过光栅衍射后的光信号，并将其转换为电信号进行进一步处理和分析。
三、单色仪的应用1. 光谱分析：单色仪在光谱学中起着关键作用。
它可以将光分解成不同波长的组分，从而帮助科学家分析物质的成分、结构和特性。
光谱分析广泛应用于化学、生物学、物理学等学科。
2. 光学研究：在光学研究中，单色仪用于研究光的衍射、干涉、偏振等现象，帮助深入理解光的性质和行为。
3. 光学通信：在光纤通信中，单色仪用于选择特定波长的光信号，以便进行多路复用和解复用，从而实现高速、高带宽的通信。
4. 材料分析：单色仪广泛应用于材料表征和分析，例如用于研究半导体材料的能带结构和光学特性。
5. 化学分析：单色仪在化学分析中可用于测定溶液中物质的浓度，根据溶液对特定波长的吸收情况，可以得到溶液中物质的浓度信息。
6. 医学诊断：在医学影像学中，单色仪可以用于测量X射线的波长，从而获得关于人体组织结构的信息，帮助医生进行诊断。
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单色仪狭缝宽度的讨论
1、设照明狭缝的光是完全非相干的（即每一点为独立的 点光源）。 2、设狭缝为无限细，由衍射理论可知谱线的半宽度为： 3、当狭缝a逐渐变宽时的变化如下图所示：
w0
w . an
a/an
f
D
f
D
狭缝的最佳宽度
狭缝宽度与分辨率、谱线强度的关系
R
I
1
a/an
由上图可见缝宽过大时实际分辨率下降，缝宽过小时出射狭 缝上得到光强太小，取a=an最好。
三部分—光源和照明系统、分光系统和接收系统
WDP500—C型光栅单色仪光学系统图
单色仪的照明系统
光源：火焰（燃烧气体：乙炔、甲烷、氢气） 电火花、电弧（电火花发生器）、激光、高 低压气体灯（钠灯、汞灯等）、星体、太阳
光电倍增管
• 利用光电子发射效应和二次电子发射效应制成的光电器件。光电 倍增管是电流放大元件，具有很高的电流增益，因而最适合于微 弱信号的检测。 • 优点是灵敏度高、稳定性好、响应速度快和噪音低。 • 缺点是结构复杂、工作电压高、体积大。 • 使用光电倍增管应当了解它的特性，如它的频率特性、时间特性、 暗电流和噪声特性，还有稳定性及对环境的要求等。 • 注意事项：（1）负高压500伏（光电倍增管加的电压为负高压） 先开电源再开高压（关时一定要相反）。 （2） 一般在半小时后阳极电流达到稳定（暗电 流）。 （3）输入光信号不可过强，光阴极面不可直接暴 露在光照下（特别是在加了电压的情况下，否则将烧毁光电倍增 管）。 （4）为了尽可能降低噪声在不使用光电倍增管的 时候要挡住入射光。
近代物理实验
实验内容和步骤
（一）单色仪的调节和波长示值准确度的标定 1．利用水平仪调平单色仪。 2．调节光源系统，使光源和会聚透镜与单色仪的光学系统 共轴。调节共轴的目 的是使入射光能照明整个光栅，以便 有尽量多的光从出射狭缝射出。 3.检测单色仪的波长示值的准确度。 （用汞灯作为光源，以获得标准波长值。） 单色仪在出厂前以及在使用过程中，需要对它的主要技术 指标如分辩率、波长示值准确度等进行标定。本实验不要求 对单色仪的各项指标都进行标定，仅要求对它的波长示值进 行标定。
近代物理实验
实验内容和步骤
• 标定时，将单色仪的波长读数装置转到示值在577.0—579.1nm之间 的某一位置。将出射缝S2宽度暂时调到约2mm。用眼睛迎着出射光 方向观察S2上汞的两条黄谱（577.0和579.1nm）。 • 调节入射狭缝的宽度、光学系统等，直到旋转光栅转动（从576.0到 580.0nm）时，观察到出射缝出现：暗——亮——暗——亮——暗 的变化规律，可以认为两条黄谱线刚好分开。 • 再调节S2的宽度，使S2的宽度与任何一条黄谱线的衍射象的宽度大 致相等。在出射缝上装上光电倍增管。单向转动调节手轮，检查测光 仪读数出现峰值时波长读数装置的示值是否与汞的几条谱线的标准波 长（365.0nm,435.8nm,546.1nm, 577.0nm,579.1nm）一致。 • 反复做 3 次，并纪录。时值的平均值与标准波长之差即为波长示值 的准确度。
近代物理实验 实验原理
i a
i
d
图 4 光栅刻槽断面示意图
近代物理实验 实验原理
考虑槽面之间的干涉，当满足光栅方程
d sin i sin k
时，光强将有一极大值，或者说将出现一亮条纹。
本仪器采用的光路中，对中心波长而言，入射角与衍射角相等，，这种 特殊而又通用的布置方式称为Littrow型。因此对中心波长有 2d sin i k 0 随着光栅的转动，和随之发生变化，这样在出射狭缝处出现的中心波长也变化了。
近代物理实验 实验原理
1 3 4
2
7
6
5
8
(1)光源；（2）透镜；（3）入射狭缝；（4）单色仪机箱；（5）导轨；（6）测 光仪；（7）出射狭缝；（8）光电倍增管
单色仪的分光系统—矩形光栅
单色光的光栅光强分布的曲线
透光缝宽:a=0.01mm
光栅周期:d=0.02mm 光栅的总条数:N=4
透光缝宽:a=0.01mm 光栅周期:d=0.03mm 光栅的总条数:N=100
近代物理实验 思考题
1.为什么要进行光源系统与单色仪光学系统的共轴调节？ 2.校对单色仪的波长示值为什么要用汞灯、而测量吸收曲线用溴钨灯？ 3.试讨论单色仪的入射狭缝和出射狭缝的宽度对出射光单色性的影响。
4.实际上，检流计的偏转是钕玻璃片的光谱透射率、光源的光谱能量分布和光电 倍增管的光谱响应诸因数综合作用的结果。但我们在推导（10）式时并没有 提及后者。为什么？试分析说明之。
光强曲线
近代物理实验 实验原理
本实验中采用WDPF-C测光仪测量光强。在合适的条件下，测光仪 输出的数值与照射到它上的光的强度成正比。所以读出测光仪的读数就 可由下式计算光谱透射率和吸收系数：
Ti m2 m1
m1 ln m2 d 2 d1
m1和m2分别表示试样厚度分别为和时测光仪的读数。
概述
近代物理实验
介质对光的吸收、透射和反射通常与入射光的波 长有关，介质的这种特性称为介质的光谱特性。 测量介质的光谱特性是光学测量及材料研究等方 面的重要内容。
近代物理实验 实验原理
G
M2 删 S1 M1 S2 M3
S1：入射狭缝；
S2: 出射狭缝； M1：离轴抛物镜；G ：光栅; M2: 反光镜； M3: 滤光片
近代物理实验 实验目的和教学的要求
• 了解单色仪的构造原理并掌握其使用； • 加深对介质光谱特性的了解; • 掌握测量介质的吸收曲线或透射曲线的原理和方 法.
仪器概述
单色仪是通常使用的基本光谱仪器。
近代物理实验
WDP500---C型光栅单色仪是用(几块)光栅衍射的方法获得单色光的仪器，它 可以把紫外、可见及红外三个光谱区的复合光分解为单色光。 如配备电子束激发器，X射线激光器，光子激发器和高频等离子、辉光放电等 稳定光源相配套，可以进行光谱化学分析，如原子吸收光谱、荧光光谱、拉 曼光谱、激光光谱的定性及定量分析。 同时还可以进行物理量的测量,如测定接收元件的灵敏特性、滤光片吸收特性 及光源的能谱分析、光栅的集光效率等。
近代物理实验 实验中应注意和考虑的几个问题
1．汞灯和溴钨灯的灯丝结构是不同的。为了让尽量多的光尽可能均匀的 照明入射狭缝S1,校对波长示值时应将会聚透镜产生的汞灯的小像成在S1 上，而测量时应将溴钨灯的大像成在S1上。 2．为了减少钕玻璃片厚度不均及光电倍增管受光面上各处光谱响应可能 有差异而产生误差，应保持钕玻璃和光电倍增管的位置不变。 3.狭缝S1和S2的宽度不得超过3mm，实验完毕应将入射缝、出射缝盖严， 以免污损。 4．光电流放大器应选择最佳的测试条件：放大调节至最小，调负高压 （一般在500V以下宜），使光读数适中，在整个测试过程中，应严格保 持测试条件不变。 5．在实验时不能让光电倍增管曝强光，不能在加负高压时取下光电倍增 管，否则会烧坏光电倍增管。实验结束时应先关负高压，再关溴钨灯，最 后关总电源开关。
近代物理实验
单色仪实验
钱建强
物理实验中心
提纲
• • • • • • • • 分光、光谱的概念 种类和用途 目的和要求 基本原理 实验仪器 实验内容 操作注意事项 思考问题
近代物理实验
光谱学发展史
• 1、形成阶段：1666年牛顿在研究三棱镜时发 现将太阳光通过三棱镜太阳光分解为七色光。 1814年夫琅和费设计了包括狭缝、棱镜和视窗 的光学系统并发现了太阳光谱中的吸收谱线 （夫琅和费谱线）。 • 2、研究室和应用阶段：1860年克希霍夫和本 生为研究金属光谱设计成较完善的现代光谱 仪—光谱学诞生。由于棱镜光谱是非线性的， 人们开始研究光栅光谱仪。
近代物理实验
实验内容和步骤
（二）测量钕玻璃在550.0—620.0nm范围的吸收谱曲线 • 用溴钨灯作光源并进行共轴调节。 • 已调好的狭缝保持不变。测光仪加负500V左右的高压， 并选用适当的放大倍数，先用挡光物（用黑纸片等）挡去 入射狭缝上的任何光以确定测光仪的起始位置。 • 再打开溴钨灯，在入射缝上装上钕玻璃。然后定性• 正式测量。开始可每隔5-10nm测一次，在吸收峰附近测 量点应多一些。 • 为了减少因光源发光不十分稳定引起的误差，应在每一波 长下分别对两片钕玻璃片相继进行测量。
光栅与棱镜相比
优点
• 棱镜的工作光谱区受到 材料的限制（光的波长 小于120nm，大于50m时 不能用) • 光栅的角色散率与波长 无关，棱镜的角色散率 与波长有关。 • 棱镜的尺寸越大分辨率 越高，但制造越困难， 同样分辨率的光栅重量 轻，制造容易。
缺点
• 光栅存在光谱重叠问题 而棱镜没有。 • 光栅存在鬼线（由于刻 划误差造成）而棱镜没 有。
单色仪的用途
• 从复色光源中提取单色光 • 测量复色光源的光谱： 研究目的—物质的辐射特性，光与物质的相互 作用，物质的结构（原子分子能级结构），遥远 星体的温度、质量、运动速度和方向。 应用范围—采矿、冶金、石油、燃化、机器制 造、纺织、农业、食品、生物、医学、天体与空 间物理（卫星观测）等等。