光学多道实验报告
光学多通道实验讲义
光学多通道（光栅光谱仪）实验讲义一 实验目的1、了解光栅光谱仪的工作原理2、掌握利用光栅光谱仪进行测量的技术二 实验仪器WDS 系列多功能光栅光谱仪,计算机三 实验原理光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱测量仪器。
光栅光谱仪是光谱测量中最常用的仪器，基本结构如图1所示。
它由入射狭缝S1、准直球面反射镜M1、光栅G 、聚焦球面反射镜M2以及输出狭缝S2构成。
衍射光栅是光栅光谱仪的核心色散器件。
它是在一块平整的玻璃或金属材料表面（可以是平面或凹面）刻画出一系列平行、等距的刻线，然后在整个表面镀上高反射的金属膜或介质膜，就构成一块反射试验射光栅。
相邻刻线的间距d 称为光栅常数，通常刻线密度为每毫米数百至数十万条，刻线方向与光谱仪狭缝平行。
入射光经光栅衍射后，相邻刻线产生的光程差(sin sin )s d αβ∆=±，α为入射角，β为衍射角，则可导出光栅方程：(sin sin )d m αβλ±= (0.1)光栅方程将某波长的衍射角和入射角通过光栅常数d 联系起来，λ为入射光波长，m 为衍射级次，取0,1,2,±± 等整数。
式中的“±”号选取规则为：入射角和衍射角在光栅法线的同侧时取正号，在法线两侧时取负号。
如果入射光为正入射0α=，光栅方程变为sin d m βλ=。
衍射角度随波长的变化关系，称为光栅的角色散特性，当入射角给定时，可以由光栅方程导出 cos d m d d βλβ=， (0.2)复色入射光进入狭缝S1后，经M2变成复色平行光照射到光栅G 上，经光栅色散后，形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射，M2将照射到它上面的某一波长的光聚焦在出射狭缝S2上，再由S2后面的电光探测器记录该波长的光强度。
光栅G 安装在一个转台上，当光栅旋转时，就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上，光电探测器记录不同光栅旋转角度（不同的角度代表不同的波长）时的输出光信号强度，即记录了光谱。
我的使用光学多道仪测光谱实验报告
使用光学多道仪测光谱实验报告【摘要】光谱分析是研究物质微观结构的重要方法，它广泛应用于化学分析、医药、生物、地质、冶金和考古等部门。
了解光栅光谱仪的组成及工作原理，掌握光栅光谱仪分析光谱的方法。
通过光学多道实验仪，我们可以测量出实验所需的光谱，分析氢，氮，氦，氖等光谱技术，并利用光学多道光谱仪对汞进行定标，从而测量钠光灯的光谱的波长。
【关键词】光学多道光谱波长定标道数特征谱线【引言】光谱学是光学的一个分支学科，主要研究各种物质光谱的产生及其同物质之间的相互作用。
各种光由于产生条件的不同，它们的光谱都具有各自的特征。
光谱分析是研究物质微观结构的重要方法，它广泛应用于化学分析、医药、生物、地质、冶金和考古等部门。
常见的光谱有吸收光谱、发射光谱和散射光谱。
涉及的波段从x射线、紫外光、可见光、红外光到微波和射频波段。
既然光谱在科学应用中有如此重要的作用，通过对光谱的研究人们可以得到：原子、分子等的能级结构、能级寿命、电子组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面的信息。
那么如何测量二极管的发射光谱，就是本次实验要探讨的问题。
对于这个本实验提出的问题，采用光谱测量技术，但是传统的光谱测量技术由于受到光谱分辨率、灵敏度、时间、分析速度的限制，已经不适应科学技术的发展和应用的需要。
而20世纪60年代激光科学技术特别是可调谐激光技术的发展，新型光谱探测元件及探测技术的发展，光电二极管自校准技术和微弱光谱信息的接收技术和处理技术以及微处理机的应用，使光谱测量技术的发展产生了一个革命性的变化，进入了一个新的发展时期。
从而出现了光学多通道分析，它是集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体的精密仪器，能够更为精确的进行光谱测量。
它的结构和工作原理较为复杂，但由于使用了计算机技术而使得操作过程非常方便。
本实验通过测量发光二极管发射光谱，使大家了解发光二极管的主要光学特性和光谱测量的基本方法。
【正文】衍射包括单缝衍射，双缝衍射和光栅衍射。
光学多通道分析实验报告
实验小论文基本要求一、论文题目：（光谱分析仪在……的应用；关于光谱……的研究；基于光谱分析的……应用等）二、引言：（主要说明本次实验的一些现实意义及个人在学习之后的观感、收获等）三、实验原理：（必须结合自己的实验来进行描述，不可以照抄已知的实验原理，结合自己的实验，可选择的实验项目来进行。
）四、实验内容：（主要说明这个实验是如何做的，同学可以自己选择一个与本专业相关且可以应用上光谱分析仪的知识点到实验室来做，要求在其他同学正常上实验的时间。
）五、实验现象：（如有数据要做数据处理，没有数据的，说明实验的基本结论。
）六、前景展望：（主要体现在光谱仪在未来的实际应用上）七、参考文献：（书籍：写明编者、出版社、出版日期；论文：写明论文所在期刊的刊名、发表的年、月、日，期数[注意要结合实验的现有条件来写]）【以上是论文形成过程中必须有的基本步骤】八、页数要求：（正常稿纸情况下，至少五整页。
同时还要附上所打印的实验现象部分。
二者合在一起，至少六页）九、实验报告上交要求：（将所写的论文夹在实验报告（已写预习报告那份）中间，于一星期以后上交，否则该实验无成绩，且不允许参加期末实验笔试。
）十、实验室要求：（不允许在计算机使用任何外带的软盘及移动存储盘，一经发现，预以没收，并且禁止继续做实验，不允许参加期末考试。
）物理实验室2006年11月2日星期四<PIXTEL_MMI_EBOOK_2005>3光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线，。
阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。
通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。
光学设计全程实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光学设计的基本原理和过程；2. 掌握光学设计软件（如ZEMAX）的基本操作和应用；3. 通过实验，提高对光学系统性能的评估和优化能力；4. 深入理解光学系统中的各类元件及其作用；5. 培养团队协作和实验操作能力。
二、实验器材1. 光学设计软件（ZEMAX）；2. 相关光学元件（透镜、棱镜、光阑等）；3. 光具座、读数显微镜等辅助仪器；4. 设计说明书和镜头文件。
三、实验内容1. 光学系统设计思路（1）系统结构框图：设计一个简单的光学系统，包括物镜、目镜、光阑等元件，使系统成正像。
（2）系统结构设计：根据系统结构框图，设计物镜、目镜、光阑等元件的几何参数，并确定系统的主要技术参数。
2. 镜头设计（1）物镜设计：根据设计要求，选择合适的物镜类型，确定物镜的焦距、孔径、放大率等参数。
（2）目镜设计：根据设计要求，选择合适的目镜类型，确定目镜的焦距、放大率等参数。
3. 系统优化（1）优化物镜和目镜的几何参数，提高成像质量。
（2）优化系统整体性能，如分辨率、对比度等。
4. 仿真分析（1）使用ZEMAX软件进行光学系统仿真，观察成像质量。
（2）分析仿真结果，对系统进行进一步优化。
5. 实验报告撰写（1）总结实验过程中遇到的问题及解决方法。
（2）对实验结果进行分析和讨论。
四、实验步骤1. 设计光学系统结构框图，确定系统的主要技术参数。
2. 在ZEMAX软件中建立光学系统模型，设置物镜、目镜、光阑等元件的几何参数。
3. 优化物镜和目镜的几何参数，提高成像质量。
4. 优化系统整体性能，如分辨率、对比度等。
5. 使用ZEMAX软件进行光学系统仿真，观察成像质量。
6. 分析仿真结果，对系统进行进一步优化。
7. 撰写实验报告，总结实验过程、结果及分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）物镜焦距：f1 = 100mm；（2）目镜焦距：f2 = 50mm；（3）放大率：M = 2；（4）分辨率：R = 0.1mm；（5）对比度：C = 0.8。
近代物理实验报告2013--光学多道与氢氘光谱
光学多道与氢氘同位素光谱作者：北师南乡子 实验日期： 2013年9月 指导教师：王海燕 【摘要】本实验先利用CCD 光学多道系统，通过对已知波长的氦、氖光谱进行定标测量氢光谱巴耳末系的谱线，然后用单色仪测量氢氘同位素光谱，得到氢氘光谱的波长值；利用这些测得值计算出了氢、氘的里德伯常量分别为R H =109685.07cm -1和R D =109715.98cm -1，同时通过计算得出了质子与电子质量之比为/p e m m =1783.18，与理论值1836.15相比误差为2.88%。
关键词：光学多道 、CCD 、氢氘光谱、光电倍增管一、 引言光谱学在原子分子物理、天文物理、等离子体物理、激光物理和材料物理等物理学科中有重要作用。
纵观整个光谱学史，氢光谱的实验和理论研究都占有特别重要的地位。
在1885年，瑞士物理学家巴耳末就发现了巴耳末公式，即可见光区氢光谱谱线波长的规律。
1892年美国物理学家尤雷等发现氢的同位素氘（D ）的光谱。
氢原子和氘原子的核外都只有一个电子，故光谱极为相似，但由于原子核质量的不同波长也有所差别，这种差别就称为“同位素位移”。
本实验利用光学多道分析仪，从巴尔末公式出发研究氢氘光谱，了解其谱线特点， 并学习光学多道仪的使用方法及基本的光谱学技术。
二、 实验原理在原子体系中，原子的能量状态是量子化的。
用1E 和2E 表示不同能级的能量，ε表示跃迁发出光子的能量，h 表示波尔兹曼常量，ν表示光子的频率，对于原子从低能级到高能级的跃迁我们有：21h E E εν==-，其中21E E hν-=（1） 由于原子能级的分立，频率ν也为分立值，在分光仪上表现为一条条分立的“线性光谱”，这些频率由巴耳末公式确定：H 原子：2212111H H R n n λ⎛⎫=- ⎪⎝⎭ （2） 其中1n 和2n 为轨道量子数，H R 为氢原子的里德伯常数。
当1n =2，2n =3，4，5……时，公式（2）对应氢原子巴耳末系。
光学多道测量
光学多道测量光谱【摘要】光学多通道分析器（Optical Multichannel Analyzer）简称OMA，是一种采用多通道快速检测和显示微弱光谱信号的电子光学仪器。
本实验使用汞灯与与汞的特征波长对光学多通道分析器进行定标。
并用定标后的仪器对钠光、氘光波长进行测量。
【关键字】多通道测量、CCD、光谱【正文】一、实验原理1、电荷耦合器件(CCD)电荷耦合器件(Charge—Coupled Device)是一种以电荷量表示光量大小，用耦合方式传输电荷量的新型器件。
它具有自扫描、光谱范围宽、动态范围大、体积小、功耗低、寿命长、图1—8. （a）. p 型Si 表面附近的耗尽层, (b). p 型Si 表面附近的反型层.可靠性高等一系列优点。
自1970 年问世以来，发展迅速、应用广泛。
CCD 线列已用于光谱仪，将它置于光谱仪的光谱面，一次曝光就可获得整个光谱，并且易于与计算机连接。
面阵CCD 已用于电视摄像机和卫星遥感器。
CCD 基本结构和MOS(金属一氧化物一半导体)器件一样，衬底是硅半导体。
如图1—8，硅表面有一层二氧化硅薄膜，再上面是一层金属，作为电极。
这样，在硅和电极之间形成一个小电容，在其两端加一偏压就产生一个与硅表面垂直的电场。
如果衬底是p 型Si，金属电极置于高电位，电场的方向则从金属指向p 型半导体。
在金属界面积累了一层正电荷，p型半导体界面处的空穴被排斥，只剩下带负电荷的受主杂质离子，形成一耗尽层。
耗尽层的杂质离子是不能自由移动的，对导电作用没有任何贡献。
随着电压的增加，耗尽层将逐渐展宽。
在耗尽区内或附近，由于光子的作用产生了电子一空穴对，电场将电子吸引到半导体与绝缘体的界面。
这些导体中的电子是可以自由运动的，是参与导电的载流子，它们在界面形成了一个n 型半导体层。
它与原衬底的导电类型相反。
故称为反型层。
反型层内电子的数目取决于光生电子—空穴数的累积值，器件曝光时间越长，此电荷包中电子的数目就增多，耗尽层的宽度逐渐变窄。
光学设计实验报告收获(3篇)
第1篇一、实验背景光学设计是光学工程领域中一个非常重要的分支，其目的是通过对光学元件和光学系统的设计，实现对光信息的有效控制和利用。
随着科技的发展，光学设计在各个领域都得到了广泛的应用，如航空航天、光学仪器、光纤通信等。
为了更好地掌握光学设计的基本原理和方法，我们进行了光学设计实验。
二、实验目的1. 理解光学设计的基本原理和方法；2. 掌握光学设计软件的使用；3. 提高实验操作能力和创新意识；4. 培养团队协作精神。
三、实验内容及方法1. 光学元件设计：通过实验，了解光学元件的基本参数，如焦距、折射率等，并运用光学设计软件进行光学元件的设计。
2. 光学系统设计：运用光学设计软件，根据实验要求设计光学系统，如透镜组、反射镜等，并优化系统性能。
3. 光学系统测试：对设计的光学系统进行测试，验证其性能是否符合预期。
4. 实验报告撰写：对实验过程、实验结果进行分析，总结实验收获。
四、实验收获1. 理论知识收获通过本次实验，我们对光学设计的基本原理有了更深入的了解。
我们学习了光学元件的参数计算、光学系统的设计方法以及光学系统的性能评价。
这些知识为我们今后从事光学设计工作奠定了坚实的基础。
2. 实践能力收获在实验过程中，我们学会了如何使用光学设计软件，如Zemax、TracePro等。
通过实际操作，我们掌握了光学设计的基本步骤，提高了自己的实践能力。
3. 团队协作收获本次实验分为小组合作进行，每个小组成员负责不同的实验环节。
在实验过程中，我们学会了如何与团队成员沟通、协作，共同完成实验任务。
这有助于提高我们的团队协作能力和沟通能力。
4. 创新意识收获在实验过程中，我们不断尝试不同的设计方法，寻求最优方案。
这使我们培养了创新意识，学会了在遇到问题时，从多角度思考，寻求解决方案。
5. 实验报告撰写收获在撰写实验报告的过程中，我们学会了如何整理实验数据、分析实验结果，并用文字表达自己的观点。
这有助于提高我们的写作能力和逻辑思维能力。
光学实验演示实验报告
一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和方法。
2. 掌握光学仪器的使用技巧。
3. 通过实验验证光学现象，提高实验操作能力。
二、实验原理光学实验是研究光与物质相互作用及其规律的科学。
本实验主要包括以下内容：1. 光的直线传播：通过实验观察光的直线传播现象，验证光的直线传播原理。
2. 光的反射：通过实验观察光的反射现象，验证光的反射定律。
3. 光的折射：通过实验观察光的折射现象，验证光的折射定律。
4. 光的色散：通过实验观察光的色散现象，验证光的色散原理。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：光学实验箱、激光笔、白纸、直尺、透镜、棱镜、滤光片等。
2. 实验材料：白纸、水、盐、墨水等。
四、实验步骤1. 光的直线传播实验（1）将白纸平铺在实验桌上，用激光笔照射白纸。
（2）观察激光束在白纸上的传播情况，记录光的直线传播现象。
2. 光的反射实验（1）将白纸平铺在实验桌上，用激光笔照射白纸。
（2）在白纸旁边放置一个平面镜，调整角度使激光束照射到平面镜上。
（3）观察激光束在平面镜上的反射情况，记录光的反射现象。
3. 光的折射实验（1）将白纸平铺在实验桌上，用激光笔照射白纸。
（2）在白纸旁边放置一个凸透镜，调整角度使激光束照射到凸透镜上。
（3）观察激光束在凸透镜上的折射情况，记录光的折射现象。
4. 光的色散实验（1）将白纸平铺在实验桌上，用激光笔照射白纸。
（2）在白纸旁边放置一个棱镜，调整角度使激光束照射到棱镜上。
（3）观察激光束在棱镜上的色散现象，记录光的色散现象。
五、实验结果与分析1. 光的直线传播实验：通过实验观察到激光束在白纸上的传播是直线的，验证了光的直线传播原理。
2. 光的反射实验：通过实验观察到激光束在平面镜上的反射是按照反射定律进行的，即入射角等于反射角。
3. 光的折射实验：通过实验观察到激光束在凸透镜上的折射现象，即光从空气进入透镜时，光线发生偏折，验证了光的折射定律。
4. 光的色散实验：通过实验观察到激光束在棱镜上的色散现象，即不同颜色的光在棱镜上发生不同程度的偏折，验证了光的色散原理。
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光学多道与氢、氘同位素光谱武晓忠201211141046（北京师范大学2012级非师范班）指导教师：何琛娟实验时间：2014.9.16摘要本实验通过光学多道分析仪来研究了H、D的光谱，观察并了解了H、D原子谱线的特征。
H和D的光谱非常相似，但是二者的巴尔末系的同一能级的光谱之间仍有波长差，用光电倍增管可以测量出这个差值。
通过实验我们也学习了光学多道分析仪的使用和基本光谱学技术关键词光学多道H、D光谱1、引言光谱是不同强度的电磁辐射按照波长的有序排列，而原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱。
由于氘原子和氢原子核外都只有一个电子，只是里德伯常量有一些差异，因此对应的谱线波长稍有差别。
我们可以在实验中通过测出对应的谱线λ和Δλ来得到二者的里德伯常量和电子与质子的质量比。
2、原理2.1 物理原理可知原子能量状态为一系列的分立值，有一系列的能级，并且当高能级的原子跃迁到低能级的时候会发射光子。
设光子能量为ε，频率为ν，高能级为E2，低能级为E1，则有：ε= hν=E2-E1 （1）从而有ν=E2−E1（2）h由于能量状态的分立，发射光子的频率自然也分立，这些光会在分光仪上表现为分立的光谱线，也就是“线状光谱”。
根据巴尔末公式，对氢原子有1λH =R H(1n12- 1n22) （3）R H为氢原子的里德伯常量。
当n1=2, n2=3,4,5,····时，光谱是巴尔末系，在可见光区域。
对氘原子，同样有1λD =R D(1n12- 1n22)（4）R D是氘原子的里德伯常量，当n1=2, n2=3,4,5,····时，光谱是巴尔末系。
则Δλ =λH-λD= (1R H - 1R D) (122- 1n2)，n=2,3,4, (5)若忽略质子和中子的细微差别，我们可以得到H、D的里德伯常量关系为：R H=R∞m pm p+m e , R D=R∞2m p2m p+m e（6）又知R∞=109737.31cm−1，它是原子核质量为无穷大时候的里德伯常量则1 R H =2（m p+m e2m p+m e）1R D（7）1 R H - 1R D=m e2m p+m e1R DΔλ=m e2m p+m e [1R D∗1/(122- 1n2)]=m e2m p+m eλD（8）由于m e≪m p，则ΔλλD ≈m e2m p（9）因此只要在实验中测出对应谱线λ和Δλ即可得电子和质子质量比。
2.2 仪器原理光栅多色仪其光路图如下图所示：图1 光栅多色仪光路图其中，S1—入射狭缝M1—平面反射镜S2—CCD感光平面M2---凹面镜S3---观察窗口M3—凹面镜G—平面衍射光栅M4—平面反射镜光从狭缝S1入射，经过平面镜M1反射后，被凹面镜M2反射成平行光并且投射到光栅G上。
由于光栅具有衍射作用，不同波长的光被反射到不同的方向上（衍射角不相同），再经过凹面镜M3反射，成像在CCD感光平面所在焦面上，还可由可旋入的平面镜M4反射到观察窗S3或者出射狭缝上。
可知若在光栅光谱仪的像平面处装上出射狭缝，经过色散系统得到的单色光可从狭缝相继出射，这样的仪器就叫做单色仪。
而若在像平面处有系列狭缝或矩形开口，可同时出射多个单色光，这种仪器叫做多色仪。
从图中我们可知像平面处是有矩形开口的，因此仪器为多色仪，实验也是光学多道实验。
光栅光谱仪的角色散率为dθdλ=ma(在衍射角θ不大的情况下) （10）式中a为光栅常数，m为干涉级数。
公式表明，光栅常数越小即刻线越密，它的角色散率越大，干涉级数越高。
光栅光谱仪的分辨本领为R=mN （11）其中N是光栅的总可娴熟。
因此，同样光栅常数的光栅，它的划刻面越大，即总刻线条数越多，它的分辨本领越大。
CCD光电探测器CCD器件具有高灵敏度，低噪声，快速读出等优点。
它主要是金属氧化物半导体制成的光电转换二极管，称为感光像元，排成面阵列或线阵列。
这些像元可以将信号光子转变成信号电荷并实现电荷的储存、转移和读出。
光电倍增管光电倍增管是一种将弱光信号转化为电信号的真空电子器件。
其基本实验原理为光电效应，当光照到光阴极时，光阴极向真空中激发出光电子，这些光电子按聚集极电场进入倍增系统，并通过进一步的二次发射得到倍增放大，放大后的电子用阳极收集作为信号输出。
因为采用了二次发射倍增系统，所以光电倍增管在探测紫外、可见和近红外区的辐射能量的光探测器中具有极高的灵敏度和极低的噪声。
故实验中用光电倍增管观察两条距离很近的谱线的分离，更加精确。
3、实验3.1 实验仪器实验中主要用到光栅多色仪、CCD光电探测器和光电倍增管。
在光栅多色仪中，我们使用的是闪耀光栅。
在狭缝S1前放置光源，若将光栅多色仪的观察窗置于CCD处，则光在经过光栅多色仪后出射到CCD光电探测器上，通过光电转化得到氢的光谱。
由于实验中采用的是定标的方式，因此实验结果较为准确。
而在测量氢氘谱线时，由于氢光谱和氘光谱的波长差较小，我们需要将小信号放大，因此将观察窗置于光电倍增管处。
我们在实验中使用的是具有2048个像元的线阵列CCD器件。
3.2实验方法在实验开始前估算n2分别等于3,4,5时氢光谱的巴尔末系波长（结果如表1所示），接下来用H e (N e)谱线作为已知波长进行波长测量的定标。
选择哪种灯根据待测谱线附近哪种原子的谱线较多来确定。
在使用CCD来对光谱测定时，只能显示一个22nm的标度，我们并不能够知道谱线和波长的对应关系。
根据估算出的待测氢谱线来确定标准谱，选定标准谱在估测待测的氢，谱线附近，并且反复调节中心波长使得同一个摄谱范围内既可以观察到待测的氢谱线，也可以观察到至少两根标准谱线。
在标度内，光栅光谱仪的扫描谱线与对应波长的关系满足线性关系（近似），因此可以通过线性方式来定标。
之后用光电倍增管对H-D光谱进行测量。
先用CCD检测H-D光源的每一条谱线确定同一级别（n2）相同的谱线是分离的。
然后选择光栅光谱仪的倍增管模式，对400-600nm之间的谱线进行单程扫描，然后分别对n2=3,4,5的谱线进行“扩展”和“寻峰”，观察分立的两条光谱。
测出氢氘光谱线的波长，算出相互间的波长差。
将用光电倍增管测出的氢光谱与步骤1中所测出的氢光谱比较并进行波长修正。
由于所做的实验在空气中，因此我们需要将波并与公认值比较，并以波数为单位，长换算成真空中的波长及波数。
最后计算出R H和R D，m em p按比例画出氢、氘的能级图。
表1:氢氘光谱的估算R H=109677.58cm−1,R D=109707.44cm−1在实验过程中对于检索结果可以截图并将文件储存好，截得的图片可以按照时间顺序和内容命名并整理。
4 实验结果分析与讨论4.1用CCD光学多道系统测量氢光谱首先需对已知标准谱进行定标，然后采用线性定标的方式（这是由于光栅光谱仪的扫描谱线与对应波长的关系近似满足线性关系）明确扫描谱线和波长的关系。
由于界面上只能显示一个22nm的标度，因此我们要求在氢的待测谱线附近要有较多的标准谱线。
那由于在n2=3时的氢光谱（即约656nm的谱线）附近H e原子谱线较多，因此可以用H e灯的谱线来定标。
而在n2=4,5时的氢光谱附近N e原子谱线较多，因此可以用N e灯的谱线来定标。
定标波长和待测波长的数据如表二所示：表2：测量氢光谱由于实验是在空气中进行的，所以我们得到的不是在真空中的氢光谱。
因此需要将实验测得的波长换算成真空中的波长。
换算结果如表三所示：表3：氢光谱在真空中波长和波数与波长有关，但是波长的影响非常小，在实验中基本可以忽略不计。
此外，我们可以看到，随着n2的增加，氢光谱在真空中的波长减小，并且光谱在真空中的波长差也在减小。
结果满足Δλ随着n2的增大而减小的规律。
4.2用光电倍增管测量H-D光谱在用光电倍增管测量H-D光谱之前需仔细调节各个光路使得谱线强度最强且能明显分立H谱线和D谱线。
调节好光路后，我们选择波长范围在440nm到660nm 进行扫描和测量，实验数据如下表所示：表4：氢-氘光谱测量值从表中数据可知，随着波长的减小，波长差也在减小，符合公式中的关系。
在实验中，我们先用CCD调节光路使得能够清晰地分离出同一级别的H-D谱线后才能将再使用光电倍增管进行扫描。
那么，我们在调节光路的时候可以根据波长差随波长减小的特性，先调节波长差较小的（即434nm）谱线，使它们能够分离，这样的话，其他谱线就可以分离了。
由于CCD是通过定标的方式来测出氢的谱线的，而光电倍增管是通过光栅方程算出的谱线长度，因此光电倍增管测得的H-D光谱没有CCD测得的那么准确。
因此我们用到前面的CCD测得的H光谱对H-D光谱进行修正。
为了保证结果的准确性，我们对每一个数据点分别进行修正，修正结果如下表所示：表5：H-D光谱的修正（真空）从表中我们可以看到氢和氘的谱线波长都随着n2的增加而增加，并且波长差都随着n2的增加而减小。
此外，同一级别下氢谱线的波长都比氘谱线波长更长，这也符合由于氢的里德伯常量小于氘的里德伯常量所造成的波长关系。
利用修正后所得的结果我们可以求出H、D原子的里德伯常量，结果如下表所示：表6：H、D原子的里德伯常量由于R H=109677.58cm−1,R D=109707.44cm−1，与试验中所测得的数值相比较我们可以得到H和D原子的里德伯常量的误差：R H误差=0.0005%;R D误差=0.0003%；由实验数据可以看出，R H<R D，这符合公式（6）中的关系。
根据公式（9），我们可以对电子质子质量比进行计算,计算结果如下表所示：表7：电子和质子质量之比可得m e/m p的平均值为0.00052842。
电子质子质量比的理论数值为1/1836=0.00054466 计算误差得到：误差=（0.00052842-0.00054466）/0.00054466*100%=2.98%.可知误差较小，实验测量结果较为准确，这证明了理论和实验符合的很好。
我们也能从图中看出，质子的质量远远地大于电子质量，原子核中的质子和中子占了原子绝大部分的质量。
4.3 氢、氘原子能级图以波数为单位，按比例画出氢、氘原子的能级图，图像下图所示：图3：氘原子能级图从图中我们可以非常直观地看出，n越小，能级越低，并且随着能级的增大，相邻能级间的能量差减小。
根据公式（3），可知当n2为无穷时，n1越小，波数差越大。
我们假设当n2为无穷时，能量为0，那么n1越小，波数差越大，能量差越大，从而能级为n1时能量就越小。
因此n越小，能级越低，实验结果符合理论规律。
同样的1n12- 1n22也随着n1和n2的增大而减小，符合理论规律。