摄谱仪的使用及氦原子光谱
小型棱镜摄谱仪实验指导书

小型棱镜摄谱仪观测测原子光谱一、实验目的:1.学习摄谱、识谱和谱线测量等光谱研究的基本技术;2.通过测量氢光谱可见谱线的波长,验证巴耳末公式的准确性,准确测定氢的里德伯常数。
3.观察钠光谱二、实验仪器:小型棱镜摄谱仪、电火花发生器、钠光灯 二、实验原理:氢原子光谱光谱线波长是由产生这种光谱的原子能级结构所决定的。
每一种元素都有自己特定的光谱,所以称它为原子的标识光谱。
光谱实验是研究探索原子内部电子的分布及运动情况的一个重要手段。
巴尔末,1825-1898)发现,在可见光区氢原子谱线可以由下面公式确定:)(221211nR H -=λ(4-1) 其中n 是大于2的整数,H R 是实验常数,称为里德伯(Rydberg)常数。
由上式确定的氢谱线为巴尔末线系,当n =3,4,5,6时,所得的谱线分别标记为αH 、βH 、γH 、σH 。
以这些经验公式为基础, (玻尔,1885-1962) 建立了氢原子的理论(玻尔模型),并从而解释了气体放电时的发光过程。
根据玻尔理论:当原子从高能量的能级跃迁到低能量的能级时,以光子的形式释放能量。
氢原子n 能级上的能量为22048hn me E n ε=(n 是正整数),所以光子的波数())11()11(81122022022040nn R n n c h me E E hc H n -=-=-=ελ (4-2) 其中0n =1,2,3……, n = 0n +1,0n +2,0n +3……。
根据玻尔模型得到里德伯常数的理论值为ch me R H 32048ε= (4-3)代入各常数值计算,R H = 373 153 4×107m -1。
该值与实验值十分接近。
实验装置及操作要点:本实验选用小型棱镜摄谱仪,通过照相法测定光谱线的波长。
如果不用照相机拍片,而是在输出端用测微目镜读数,则此装置称为“读谱仪”。
小型棱镜摄谱仪的光路见图4-2。
摄谱仪的内部各光学元件的调整步骤大致如下:将摄谱仪及附件按图4-2a 布置,S 为待测光源。
棱镜摄谱和光谱分析

棱镜摄谱和光谱分析PB05204044 张雯实验组别:20 实验台:实验目的:(1)熟悉摄谱仪的主要结构,了解电极架结构及使用方法(2)熟悉使用电弧发生器激发铁电弧(3)学会使用哈德曼光阑,用棱镜摄谱仪摄取光谱线(4)学会对光谱片作定性分析实验仪器:棱镜摄谱仪,电弧,哈德曼光阑,毛玻璃,氦光谱管,底片盒,谱板,读数显微镜实验原理:(1)棱镜摄谱仪本次实验所用的是可见光范围内的小型棱镜摄谱仪,S为光源,L为透镜,使S发出的发散光会聚后均匀照亮狭缝,S1为狭缝,以控制入射光的宽度;L1的焦距位于S1,这样可以产生平行光,经棱镜折射后再由L2和L3会聚到照相底板F.(2)光谱的定性分析本次实验中使用铁谱作为已知谱,中间为氦谱作为未知谱.因为铁光谱谱线丰富,而且几乎每一条谱线的波长都被准确地测定,故只要并列拍摄铁光谱与未知样品光谱,并对所摄的底片进行测量,通过计算即可求出未知谱线的波长.如下图所示:1λ,2λ为已知的两条铁谱谱线。
x λ为1λ,2λ所夹的未知谱线的波长。
1l ,2l ,x l 分别为1λ,2λ,x λ处的读数。
当1λ与2λ很近时,l αλ∆=∆ 成立(α为棱镜的色散率) 因此可以用插入法得121x xa aλλλλ-=- 其中21a l l =-,1x x a l l =-即 121()x x a a λλλλ=+-实验中必须用投影仪将底片上的谱图放大以便识谱和读谱;台式投影仪上有读数装置,可以直接测量各相邻谱线间的距离,而光谱投影仪则需要将底片放到读数显微镜上来测量相邻谱线的距离.实验中最后确定的仪器各项数据:数据处理:实验中,测量的是一条氦谱谱线及其左边的两条铁谱谱线的相应位置x l ,1l ,2l 。
如图:依据实验原理,有112x x a aλλλλ-=- ,则112()x x aa λλλλ=+-,其中21al l =- 1x x a l l =-铁谱的疏密和清晰程度各不相同,有的地方稀疏一些,有的地方稠密一些,每条谱线的粗细不同,相邻两条谱线的间距也有很大差别。
棱镜摄谱仪实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除棱镜摄谱仪实验报告篇一:棱镜摄谱和光谱分析棱镜的摄谱和光谱分析第90组姓名:龚俊辉学号:pb05013225实验目的:学会使用棱镜摄谱仪并能用它摄取光谱线,对所摄取的光谱进行光谱分析.实验器材:棱镜摄谱仪,氦放电管,电弧发生器等.实验原理:(1)棱镜摄谱仪:棱镜摄谱仪的构造可以平行光管、棱镜、光谱接收三部分,其原理如图:按所用的波长的不同,摄谱仪可分为紫外、可见、红外三大类,它们所用的棱镜材料也不同;对紫外用水晶或萤石,对可见光用玻璃,对红外线用岩盐等材料.本次实验所用的是可见光范围内的小型棱镜摄谱仪,s 为光源,L为透镜,使s发出的发散光会聚后均匀照亮狭缝,s1为狭缝,以控制入射光的宽度,缝前有光阑,以调节狭缝透光部分的高度.L1的焦距位于s1,这样可以产生平行光,经棱镜折射后再由L2和L3会聚到照相底板F.本实验中所用的氦放电管是获得氦原子光谱的元件,管内充有一定气压的氦气,两端有金属电极,两端加高电压时,管中的游离电子受到电场的加速作用飞向阳极的过程中,与管中的原子相撞使之处于激发态,当这些处于高能量的氦原子跃迁回到低能态时,辐射出光子.(2)光谱的定性分析:本次实验中使用铁谱作为已知谱,中间为氦谱作为未知谱.因为铁光谱谱线丰富,而且几乎每一条谱线的波长都被准确地测定,故只要并列拍摄铁光谱与未知样品光谱.并对所摄的底片进行测量,通过计算即可求出未知谱线的波长.?1和?2为已知的两条铁谱谱线,?x为未知谱线的波长,l1,l2和lx分别为?1,?2和?x处的读数,当?1和?2很靠近时,?2??1与l2?l1近拟成线性关系,因此我们由插入法可得:?x??1?2??1即:?lx?l1l2?l1?x??1?(?2??1)lx?l1l2?l1由此便算出?x的值.实验中必须用投影仪将底片上的谱图放大以便识谱和读谱;台式投影仪上有读数装置,可以直接测量各相邻谱线间的距离,而光谱投影仪则需要将底片放到读数显微镜上来测量相邻谱线的距离.实验内容:(1)使用摄谱仪摄谱:粗调电弧,透镜,狭缝共轴.将透镜靠近狭缝,使透镜中心与光阑中孔等高,再将透镜移近电极架,调节两棒间隙与透镜心等高.细调电弧,透镜,狭缝共轴,透镜的位置应使其出射的圆光斑直径在2cm左右,使狭缝在光斑的中间.在底片匣上装上毛玻璃,手执目镜帖在毛玻璃上进行观察,观察用光阑三个不同的孔时,光谱是否同样均匀明亮,高度是否相同,如上,下孔光谱高度不同,甚至有时看不到光谱,则是不共轴所至致,需按前面重新进行细调工作.调节L0和?等值,使F上成的像清晰.实验中所用到的实验数据为:调好铁弧光源,关上电弧开关,在不改变铁棒间隙的情况下,将铁弧电源接线接到光谱管上,把氦光谱管放到透镜和狭缝之间,点亮氦光谱管,轻移光谱管,使观察到的氦光谱清晰.用已在暗箱中装好的底片的底片盒换下毛玻璃,先关闭摄谱仪前的小遮板再打开底片匣上的大遮板,再次检查光路无误后再用光阑的中孔对氦进行拍摄,曝光时打开小遮板,曝光后关闭小遮板.把氦光源换回成铁弧光源,用光阑的上,下孔各拍摄一次,曝光仍用小遮板控制.关上大遮板,关上电源,取下底片匣到暗室中冲冼底片,对底片进行观察分析.(2)对光谱片进行定性分析:把底片放在投影仪工作台上可以看到放大20倍的谱图.在底片上,中,下三部的中间部分确定待测谱线,该谱线细锐清楚,同时紧邻左右的两条谱线要尽可能的靠近而且清楚.再用读数显微镜确定待测氦谱及相邻的左右的两条铁谱?1和?2的位置,在谱板上找到对应的波长的数值.实验中测得的数据为:第一组:20.301?20.308?20.309321.267?21.258?21.254320.681?20.672?20.6753l1??20.306mml2??21.260mmlx??20.676mm再由铁谱谱线找到与之对应的谱线的波的波长为:篇二:棱镜摄谱仪近代物理实验题目:棱镜摄谱仪的使用和光谱分析学院:xx学院专业:物理学学生姓名:啪啪啪学号:啪啪啪啪啪完成时间:201x 年x月18日棱镜摄谱仪的使用和光谱分析啪啪啪()摘要:使用棱镜摄谱仪测定了汞灯与氢氘灯的光谱,并以汞灯光谱各谱线位置与其波长的关系进行拟合,计算了氢氘灯光谱各谱线的波长。
元素光谱分析仪设备操作说明书

设备名称元素光谱分析仪设备功能元素分析文件编号设备型号XLT794 厂商思创版本一﹑功能键说明核准审核制作日期设备名称元素光谱分析仪设备功能元素分析文件编号设备型号XLT794 厂商思创版本二﹑操作说明1﹑主机XLT794单机操作1.1按“开关/退出”键﹐直到主机有响声时﹐松手﹐仪器自动"开机"自检并热机(如图1)并提示您登录(如图2)﹐用手触摸"Presstolugon"处设备提示输入密码(如图3所示)﹐按"1﹑2﹑3﹑4",4个数字按E键。
如图1 如图2 如图31.2﹑当密码验证通过后﹐将进入至菜单如下图﹕1.3﹑按下"Test"键﹐进入到测试模式﹐按"Data Entry"图标进入到待测物设置画面﹕A﹑SAMPLE KB﹑输入产品名称B﹑LOCATION KB﹑输入检测地址C﹑INSPEGTOR KB﹑输入检测员号码。
D﹑MISC KB﹑输入被测物的制造商。
E﹑NOTE KB﹑备注。
按"RETN"键返回到测试模式或按"RETURN"图标到主菜单。
1.4﹑按下"mode"键﹐进入模式菜单﹐选择“bulk/sample/mode”菜单﹐选择"PLAS/ANALYSIS/mode"菜单﹐此时按下扳机检测时扳机要一直按住直到出现你所想的准备为止﹐如附如﹕核准审核制作日期A﹑Test﹕测试菜单﹐进入测试菜单﹐即可按下扳机开始检测。
B﹑Mode﹕模式菜单﹐进入模式菜单﹐可以选择检测的模式。
C﹑Utilities﹕工具菜单﹐进入工具菜单﹐可以进行校正﹐设定时间﹐改变下载速率等。
D﹑Common/Setup﹕一般设定菜单﹐进入一般设定菜单﹐可以进行开启/关闭背光等操作。
F﹑Return﹕回车键﹐回到上级菜单。
设备名称元素光谱分析仪设备功能元素分析文件编号设备型号XLT794 厂商思创版本当检测时屏幕将如下﹕1.5﹑工具(Utilities)子菜单﹐当在主菜单中选择了utilities将出现以下菜单。
原子吸取光谱仪方法原理 光谱仪操作规程

原子吸取光谱仪方法原理光谱仪操作规程原子吸取光谱仪是一款在工业生产中应用广泛的分析检测仪器,由于原子吸取光谱的性质,一般可以测定多种元素,并且能够对规定范围的微量物质进行检测。
同时,原子吸取光谱仪的氢化物发生器可以对汞、砷、铅、硒、锡、碲、锑、锗等挥发性元素进行测定,功能特别强大。
市面上常见的原子吸取光谱仪一般是由光源、原子化系统、分光系统和检测系统构成。
由于原子吸取光谱性能强大,目前在很多行业领域都有侧紧要应用。
以下依据网上资料,对常见原子吸取光谱的工作方法与原理进行简述:在了解原子吸取光谱仪实在工作原理之前,先对原子吸取进行实在概念简述,原子吸取是指气体状原子吸取同种原子放射的特征性光谱的现象。
当辐射照射到原子蒸汽时,与辐射波长相应的能量与原子从基态迁移到激发状态所需的能量相等时,会发生原子对辐射的吸取,产生吸取光谱。
基态的原子吸取能量,外层的电子迁移,从低能状态迁移到激发态。
原子吸取光谱是依据定律确定样品中化合物的含量。
众所周知,样品元素的吸取光谱和摩尔吸光度,以及各元素优先吸取特定波长的光。
各元素消耗从基态转化为激发态的能量。
在测定过程中,基态原子吸取特征辐射,基态原子对特征辐射的吸取程度,通过测定测定元素的含量。
由于资料有限,因而上述内容并不全面,实在原子吸取光谱的使用方法,应依据实际使用说明书上内容进行确定。
原子吸取光谱仪故障分析仪器故障产生的原因和显现的现象是错综多而杂的。
必需当心察看故障现象,认真检测和细致的分析比较,才能找到故障的所在。
下面介绍几种常见故障的排出方法1、原子吸取光谱仪故障分析光源系统故障A、空心阴极灯点不亮故障原因:灯电源出问题或未接通;灯头与灯座接触不良;灯头接线断路;灯漏气。
查处方法:分别检查电源、连线和插接件;若不是电路问题,再进行换灯检查。
B、灯阴极辉光颜色异常故障原因:灯内惰性气体不纯。
查处方法:在工作电流或大电流(80Ma,150mA)下反向通电处理。
摄谱仪原理

摄谱仪原理
摄谱仪原理是一种通过测量物质吸收或发射特定波长的电磁辐射来分析物质成分和结构的分析技术。
其原理基于物质在特定波长光照射下,吸收或发射电磁辐射的特性。
摄谱仪包含一个光源、一个样品室、一个光学系统和一个检测器。
摄谱仪工作的步骤如下:
1. 光源:摄谱仪使用具有特定波长的光源,常用的光源有氙灯、钨灯等。
光源会产生一束特定波长的光束。
2. 样品室:样品室是放置待测样品的地方,样品可以是气体、液体或固体。
样品中的分子和原子会对特定波长的光束进行吸收或发射。
3. 光学系统:光学系统用来对光进行分散和聚焦,以使样品中不同波长的辐射能够被分开和检测到。
4. 检测器:检测器用来测量经过样品后光的强度变化。
可以根据样品对特定波长的吸收或发射情况,来推断样品的成分和结构。
在摄谱仪中,常用的摄谱技术有紫外可见光谱、红外光谱和质谱等。
摄谱仪广泛应用于化学、生物、环境等领域中的物质分析和结构解析。
实验二十八 小型棱镜摄谱仪的使用

实验二十八 小型棱镜摄谱仪的使用实验内容1.了解摄谱仪的结构、原理和使用方法,学习小型摄谱仪的定标方法。
2.观察物质的发射光谱,测定氢原子光谱线的波长,验证原子光谱的规律性,测定氢原子光谱的里德堡常数。
教学要求1.进一步认识原子辐射的微观机理,学习借助分析原子光谱的规律性研究微观世界的方法。
2.学习物理量的比较测量方法。
实验器材小型摄谱仪、汞灯及镇流器、氢灯及电源、调压变压器。
任何一种原子受到激发后,当由高能级跃迁到低能级时,将辐射出一定能量的光子,光子的波长为λ,由能级间的能量差E ∆决定:Ehc ∆=λ 式中,h 为普朗克常数,c 为光速。
E ∆不同,λ也不同。
同一种原子所辐射的不同波长的光,经色散后按一定程序排列而成的光谱,称发射光谱。
不同元素的原子结构是不相同的,因而受激发后所辐射的光波具有不同的波长,也就是有不同的发射光谱。
通过对发射光谱的测量和分析,可确定物质的元素成分,这种分析方法称为光谱分析。
通过光谱分析,不仅可以定性地分析物质的组成,还可以定量地确定待测物质所含各种元素的多少。
发射光谱分析常用摄谱仪进行。
小型棱镜摄谱仪,是以棱镜作为色散系统,观察或拍摄物质的发射光谱。
实验原理1.氢原子光谱的规律1885瑞士物理学家巴尔末发现,氢原子发射的光谱,在可见光区域内,遵循一定的规律,谱线的波长满足巴尔末公式:)4(220-=n n n λλ (28-1) 式中,n=3,4,5 ,组成一个谱线系,称为巴尔末线系。
用波数(λν1~=)表示的巴尔末公式为:)121(1~22n R H n n -==λν n=3,4,5 (28-2) 式(28-2)中,H R 称为氢原子光谱的里德堡常数。
用摄谱仪测出巴尔末线系各谱线的波长后,就可由式(28-2)算出里德堡常数H R ,若与公认值H R =1.0967761710--⨯m 相比,在一定误差范围内,就能验证巴尔末公式和氢原子光谱的规律。
2.谱线波长的测量先用一组已知波长s λ的光谱线做标准,测出它们移动到读数标记位置处时螺旋刻度尺的读数S TT 后,以S TT 为横坐标,s λ为纵坐标,作S TT ~s λ定标曲线。
小型棱镜摄谱仪拍摄氢原子光谱及其可见光谱波长的计算

小型棱镜摄谱仪拍摄氢原子光谱及其可见光谱波长的计算化学与化工学院2006级 20061101025 高砚秀一、实验目的1.掌握小型棱镜摄谱仪的使用方法2.利用小型棱镜摄谱仪拍摄氢原子光谱并分析其光谱特点3.根据拍摄的铁及氢光谱计算出氢可见光谱(巴耳末线系)波长二、实验原理1.氢原子光谱光谱线波长是由产生这种光谱的原子能级结构所决定的,每一种元素都有自己特定的光谱,即原子的标识光谱。
J.J.Balmer(巴尔末,1825-1898)发现,在可见光区,氢原子谱线可以由下面公式确定:)(221211nR H -=λ式中,n 是大于2的整数,H R 是实验常数,称为里德伯(Rydberg)常数。
由上式确定的氢谱线为巴尔末线系,当n =3,4,5,6时,所得的谱线分别标记为αH 、βH 、γH 、σH 。
根据玻尔理论,当原子从高能级跃迁到低能级时,以光子的形式释放能量。
氢原子n 能级上的能量为22048hn me E n ε=(n 是正整数),所以光子的波数())11()11(81122022022040nn R n n c h me E E hc H n -=-=-=ελ 式中,0n =1,2,3……,n = 0n +1,0n +2,0n +3……。
根据玻尔模型得到里德伯常数的理论值为ch me R H 32048ε= 代入各常数值计算,R H =1.097 373 153 4×107m -12.横偏向棱镜三棱镜的光谱实验一般在最小偏向角附近进行。
由于不同波长的光和不同材料棱镜折射的最小偏向角不同,测量时要先寻找各种波长的光的最小偏向角,为此本实验所用的摄谱仪中采用的是恒偏向角棱镜,其结构如图示。
A ’BD ’是三棱镜,光线以i 角入射,在三棱镜中作一正方形AC ’EC,同时形成了一个包含在原三棱镜内的四边形AC ’D ’E 。
以AE 为对称轴,得到与AC ’D ’E 对称的四边形ACDE 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
前言
光谱学是研究各种物质的光谱的产生及其同物质之间相互作用。
光谱是电磁波辐射按照波长的有序排列;通过光谱的研究,人们可以得到原子、分子等的能级结构、电子组态、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的知识。
在化学分析中也提供了重要的定性与定量的分析方法。
发射光谱可以分为三种不同类别的光谱:线状光谱、带状光谱、连续光谱。
线状光谱主要产生于原子,带状光谱主要产生于分子,连续光谱则主要产生于白炽的固体或气体放电。
摄谱仪的原理
【实验目的】
1、 了解小型摄谱仪的结构、原理和使用方法;
2、 学习摄谱仪的定标方法及物理量的比较测量方法(线形插值法);
【实验原理】
1. 棱镜摄谱仪的工作原理
复色光经色散系统(棱镜)分光后,按波长的大小依次排列的图案,称为光谱。
棱镜摄谱仪的构造由准直系统、偏转棱镜、成像系统、光谱接收四部分组成;按所用的波长的不同,摄谱仪可分为紫外、可见、红外三大类,它们所用的棱镜材料也不同;对紫外用水晶或萤石,对可见光用玻璃,对红外线用岩盐等材料。
棱镜把平行混合光束分解成不同波长的单色光是根据折射光的色散原理。
各向同性的透明物质的折射率与光的波长有关,短波长光的折射率要大些,例如一束平行入射光由1λ、2λ、3λ三色光组成,并且
123λλλ<<,通过棱镜后分解成三束不同方向的光,具有不同的偏向角δ,如图1所示。
小型摄谱仪常用阿贝(Abbe)复合棱镜。
它是由两个30︒角折射棱镜和一个45︒角全反射棱镜组成,如图2所示。
本实验系统就是利用了棱镜的色散功能进行工作的摄谱仪。
在摄谱仪中棱镜的主要作用是用来分光,即利用棱镜对不同波长的光有不同折射率的性质来分析光谱。
折射率n 与光的波长λ有关,这一现象叫做色散。
当一束白光或其它非单色光入射棱镜时,由于折射率不同,不同波长(颜色)的光具有不同的偏向角σ,从而出射线方向不同。
通常棱镜的折射率n 是随波长λ的减小而增加的(正常色散),所以可见光中紫光偏折最大,红光偏折最小。
一般的棱镜摄谱仪
都是利用这种分光作用制成的。
图 1 棱镜色散波长λ与偏向角的关系图
图2 阿贝复合棱镜图
4图 比较光谱与待测光谱关系图
摄谱仪的光学系统如图3所示,自光源S 发出的光,调节狭缝以获得一束宽度、光强适当的光,此光经准直透镜后成平行光射到棱镜上,再经棱镜折射色散,由成像系统成像于接收系统上。
3.用线形内插入法求待测波长
这是一种近似的测量波长的方法。
一般情况下,棱镜是非线性色散元件,但是在一个较小的波长范围内,可以认为色散是均匀的,即认为CCD 上接收的谱线的位置和波长有线性关系,如波长为x λ的待测谱线位于已知波长1λ和2λ谱线之间。
如图4所示,它们的相对位置可以由CCD 采集软件上读出,如用d 和x 分别表示谱线1λ和2λ的间距及1λ和x λ的间距,那么待测线波长为:121()x x
d
λλλλ=+
-。
下面分别介绍摄谱仪的几个主要元部件。
(1)可调狭缝
可调狭缝是光谱仪中最精密、最重要的机械部分,它用来限制入射光束,构成光谱的实际光源,直接决定谱线的质量。
狭缝是由一对能对称分合的刀口片组成,其分合动作由手轮控制。
手轮是保持狭缝精密的重要部分,因此转动手轮时一定要用力均匀、轻柔,狭缝盖内装有能左右拉动的哈特曼栏板。
(2)准直系统
光源S 发出的光,经可调狭缝后,经过透镜L 1, L 2后成一束平行光入射到恒偏转棱镜上。
实验过程中需微调可调狭缝的位置,当狭缝的位置处于L 1、 L 2组合透镜的焦距上时,从透镜L 2出射的光线为平行光。
(3)色散系统
S
接收系统
光源
狭缝
λ 21
λ 成像系统
准直系统
恒偏向棱镜
1L 2
L 3L 4
L 图3 摄谱仪系统光路图
色散系统是一个恒偏转棱镜,它使光线在色散的同时又偏转64.1o 。
棱镜本身也可绕铅直轴转动。
(4)成像系统
成像系统是平行光线经棱镜色散后的聚焦部分。
可以通过调焦手轮作前后移动进行调焦,调焦幅度约为40mm 。
成像效果可以旋转反光镜,将光谱线反射至毛玻璃上,利用观察目镜观察。
(5)接收系统
PSP05型CCD 微机棱镜摄谱仪采用的是线阵CCD 来接收光谱的光强分布,代替了传统的胶片曝光法,操作方便,提高了实验精度及实验数据处理能力。
【实验操作步骤和使用注意】:整套PSP05CCD 微机摄谱仪的实验装置如下图5所示,具体安装调节步骤如下:
1. 转动棱镜旋转台调节螺钉,将旋转指示指针移动至实验仪器面板的标度指示中心位置;
2. 在不改变任何光学系统的前提下,即不改变狭缝位置、宽度,不旋转棱镜旋转台,不调节成像微调手轮。
移去定标光谱灯,将待测光谱灯,移近狭缝,并正对好狭缝刀口,利用CCD 采集待测样本曲线,并保存样本曲线(样本曲线见附录)。
3. 对比定标光谱曲线和待测光谱曲线,得出两光谱各谱线之间的相对位置关系,利用线性插值法(注意:相邻谱线间隔不能相差过大,否则会增大实验误差),计算出待测光谱线波长,并与给出的标准谱线波长比较,得出实验误差。
4. 实验结束后,不要将可调狭缝刀口长时间处于紧闭状态。
注意事项:
狭缝
准直系统
棱镜暗盒
棱镜台旋转调节机构
成像系统
成像调焦机构 CCD 光强分布测量仪
反光镜旋转调节手轮
看谱窗
光源(自配)
1.因光谱线相对于环境光显得有点暗弱,本实验应尽量安排在暗室中进行,这样比较利于光谱的观察和辨别。
2.如果采集到的光谱线出现大面积“削顶”,则有两种可能:一是CCD器件饱和,说明光信号过强,这时可以将光源稍微离开光源一点距离;二是软件中选项里的增益参数调的过大,应使之减小(一般置增益为1)。
3.如发现采集的光谱曲线上毛刺较多,检查狭缝刀口是否有尘埃。
若有,用蚕丝棉沾取酒精小心擦拭。
4.在安装调节棱镜时,手指只能接触棱镜的棱边,勿接触光学面,避免污染光学面,从而影响实验效果;在压紧棱镜时,切勿用力过大,谨防压坏棱镜。
5.可调狭缝是光谱仪中非常重要的机械部件,它用来限制入射光束并构成光谱的实际光源,其直接决定谱线的质量,因此要特别爱护好可调狭缝。
不要使刀口处于紧闭的状态,因为刀口比较锐利,相互紧闭容易产生卷边而使刀口受到损伤与破坏。
因此操作手轮调整狭缝宽度时要细心,旋转时用力要小而均匀而且慢慢地旋转,千万不要急促地快转,因为狭缝部件上的零件都比较精密,弹簧力量比较小,如果猛然或快速旋转会使之受冲击力而影响狭缝的精度和寿命,这一点必须注意。
6.在调节狭缝宽度时,最好在开启方向进行,因为狭缝是在弹簧力量作用下关闭的,由于要克服机构中的磨擦,因此狭缝刀片的运动可能滞后,从开启方向开始调节可消除上述误差。
7.为了保护刀刃免遭机械损坏,以及避免灰尘和脏物的入侵,在使用完毕后,必须马上将狭缝罩上,不要长时间直接暴露在空气中。
8.在进行数据采集时,应先接DB15串口线,再接USB线,否则容易死机。
氦原子光谱的研究
【实验目的】
1.学习识谱和一种测量谱线波长的方法。
2.对氦原子光谱有初步的认识。
【实验内容与步骤】
测出氦光谱在可见光区(~587)谱线的波长,
测出已知波长为589.6nm 和589nm的钠灯谱线的位置y1拟合出y=(λ)函数,并在同一条件下测出未知波长值的氦谱线的位置Y H代入函数y=f(λ)求出其波长值。
主要步骤如下:
1、仪器安装调节步骤参照第4章实验操作步骤;
2、选择钠灯作为定标光源;
3、保持光路系统不变,分别测量出氦谱谱线的位置;
钠灯光谱
灯源谱线波长(nm)颜色
钠灯(Na)589.0 黄(D双线)
589.6
采用线阵CCD采集的钠双线,其中CCD的规格为:14×14μm,2160像元,采集图如下:
氦灯光谱
灯源谱线波长(nm)颜色
氦灯(He)706.6 红667.8 红587.6 黄501.6 蓝绿492.2 蓝绿471.3 蓝绿447.1 蓝408.6 紫(未见)。