2.光谱仪器的色散系统-棱镜
光的色散与棱镜的工作原理
光的色散与棱镜的工作原理光是一种电磁波，具有波长和频率等特性。
当光传播过程中，由于介质的不同折射率和光的频率不同，会导致光的波长发生变化，即光的色散现象。
棱镜则是利用光的色散原理来实现分离光束的光学元件。
一、光的色散原理光的色散是指在介质中传播的光，由于介质的折射率与频率相关，不同频率的光在传播过程中会发生折射角的变化，从而导致光的波长发生变化。
理想情况下，介质的折射率与光的频率呈线性关系。
根据斯涅尔定律，光线从真空中入射到介质中时，折射角和折射率满足以下关系：n = sin(i) / sin(r)，其中n为介质的折射率，i为入射角，r为折射角。
当入射光的频率不变时，不同频率的光在介质中传播速度不同，从而导致波长的变化。
高频率的光波相对于低频率的光波来说，传播速度更慢，因此其波长更长。
这种由于频率不同而导致波长变化的现象称为光的色散。
二、棱镜的工作原理棱镜是一种能将光分散成不同波长的色彩的光学元件。
它由多个平面或曲面构成，其中至少有一个是非平行于光线传播的平面。
当平行入射的光线通过棱镜时，不同频率的光波将会根据其波长发生不同程度的折射。
根据折射率与频率相关的关系，高频率的光在折射过程中偏离光轴的角度更大，而低频率的光偏离角度较小。
这样，经过棱镜折射后的光线将会呈现出分散的效果，不同频率的光波被分离开来，形成不同颜色的光谱。
这个光谱包括从紫色到红色的连续颜色变化。
除了折射，棱镜还会发生反射和吸收。
通过选择适当的棱镜材料和设计，可以最大限度地减小非色散效应，使分散的光束尽量保持纯净。
三、应用与意义光的色散和棱镜的工作原理在科学研究和技术应用中具有重要作用。
在科学研究中，通过研究光的色散现象，可以了解光的性质和介质特性；通过棱镜的使用，可以对光谱进行分析，从而研究光源的成分和性质。
在技术应用中，光的色散和棱镜的工作原理为光谱仪、摄像机、光纤通信等设备和技术提供了基础。
例如，光纤通信中的分波器和波分复用器都利用了光的色散效应来实现信号的传输和分离。
常见分光系统的组成及各自特点。
常见分光系统的组成及各自特点。
分光系统是一种用于将光信号分解、检测和分析的仪器设备。
常见的分光系统包括光源、样品室、光栅或棱镜、检测器和数据处理系统等组成部分。
下面将逐一介绍这些组成部分的特点。
1. 光源：光源是分光系统的核心部分，它提供了光信号的来源。
常见的光源包括白炽灯、氘灯、钨灯、氙灯、激光器等。
不同的光源具有不同的光谱特性和亮度。
例如，白炽灯是连续光谱的光源，适用于可见光范围的分光系统；而激光器则具有单色性和高亮度，适用于精密的光谱分析。
2. 样品室：样品室是用来放置待测样品的空间。
样品室通常具有可调节的温度和湿度控制功能，以保持样品的稳定性。
样品室还可以根据需要设计成闭合式或开放式，以适应不同的实验要求。
3. 光栅或棱镜：光栅或棱镜是分光系统中的色散元件，用于将光信号按波长进行分解。
光栅通常由一系列平行的凹槽组成，当光线通过光栅时，不同波长的光线会发生衍射，从而形成不同的色散光束。
棱镜则是通过折射将光线分散成不同波长的光束。
光栅和棱镜都具有高反射率和高透射率的特点。
4. 检测器：检测器是用于测量光信号强度的装置。
常见的检测器包括光电二极管、光电倍增管、光电探测器等。
不同的检测器具有不同的灵敏度、响应速度和动态范围。
例如，光电二极管适用于强光信号的检测，而光电倍增管适用于弱光信号的放大和检测。
5. 数据处理系统：数据处理系统用于对测得的光信号进行处理和分析。
数据处理系统通常包括计算机、数据采集卡和相应的软件。
通过数据处理系统，可以将光信号转换为数字信号，并进行光谱分析、能谱分析、色度测量等操作。
数据处理系统还可以实现数据的存储、显示和导出等功能。
以上是常见分光系统的主要组成部分及其特点。
分光系统的组成可以根据具体的实验需求进行调整和扩展。
例如，可以增加滤光片、偏振器等光学元件，以进一步调节光信号的特性。
另外，根据实验要求，还可以增加样品旋转台、温控模块、自动进样系统等附件，以提高实验的灵活性和自动化程度。
棱镜的角度和色散测量
角度与色散测量2实验三棱镜的同组实验者时间报告人实验U的：1.了解分光仪的构造原理，学会正确使用分光仪2.掌握棱镜角度测试的原理和方法3.了解光的折射与棱镜色散现象一、实验仪器：分光仪、汞灯、三棱镜、（红、绿、黄）LED二、实验原理:1.分光仪的结构可用来测量各种光之间的角度。
其基本原理是，让光形成一束平行光线，经光学元件反射或折射后，通过U镜观察和测量各光线的偏向角度。
2,分光仪的调整1）调望远镜对向无穷远，此时反射镜应正直地放在物台上。
放反射镜时应使反射面压住一只支撑螺钉，且与另两只支撑螺钉的连线垂直；2）调望远镜光轴垂直于仪器转轴3.角度测量原理：用分光仪测量棱镜顶角可采用两种方法（见下图人用望远镜依次对准夹棱镜顶角的两个面（要转动望远镜不要转动载物台），使得返回的十字像在分划板上®合（说明自准直望远镜已经垂直于被测的面），记录下望远镜的两个角度读书，望远镜转过的角度与顶角互补。
使待测顶角对向平行光管，望远镜依次观察山两个面反射的狭缝像，记录下望远镜的两个角度读书，望远镜转过的角度为顶角的两倍。
4.最小偏向角法原理：如图所示三棱镜的截面，P顶点，两边是透光的光学表面，乂称折射面，夹角a称方向射DE入射到棱镜中，经过两次折射后沿AB为三棱镜的顶角。
假设某一波长的光线出，则入射线AB与出射线6称为偏向角。
111图中儿何关系，偏向角6=ZFBD+ ZFDB=I-r-a,因为顶角a满足a二I'T,对于给定的三棱镜来说，角a是固定的，6沁随I和r而变化。
其中r与a,n （棱镜折射率），I依次相关，当I变化时，偏向角3,5有一极小值，称为最小偏向角。
三、实验步骤及现象1.调整分光仪：调望远镜对像无穷远，此时反射镜应正直地放在载物台上。
放反射镜时应使反射面压住一只支撑螺钉，且与另两只连线垂直；（1）U测粗调，用眼晴从仪器侧面观察，使望远镜光轴、平行光管光轴与载物台面均大致垂直于仪器主轴；（2）旋转U镜内筒，使U镜看到清晰的分划板；（3）在载物台上放上反射平面镜，开启照明灯，缓慢转动小平台，找到反射像（“+”字）后，伸缩U镜套筒使之最清晰；（4）调节望远镜光轴垂直于分光计主轴，将小平台旋转180度，仍能看到反射像，若两反射像位于U标位置同一侧，则先调望远镜的高低，把离U标较近的那个“尸‘字像先调整好，若两反射像位于U标位置异侧，则采用各半调节法，先调节小平台前后螺丝，是像与日标位置距离缩小一半，在调节望远镜使之与U标位置車合；（需要进行多次调节）（5）将反射镜转过90度后重复步骤（4）：（6）对平行光管进行调焦，打开汞灯，伸缩平行光管套筒使在望远镜中能看到清晰地狭缝像；<7）调整平行光管的光轴垂直于旋转主轴，将望远镜对准狭缝的像，使狭缝转过90度调节平行光管下的倾度调节螺丝，使狭缝像位于分划板中心线上，然后将平行光管狭缝调回垂直状态；（8）视差的调节，从U镜进行观察，左右晃动眼睛，观察“ + ”字像与分划板是否存在相对移动，若存在则调节高斯U镜。
初二光的色散知识点
初二光的色散知识点
初二光的色散知识点如下：
1. 光的色散是复色光分解为单色光而形成光谱的现象。
2. 色散可以利用棱镜或光栅等作用为色散系统的仪器来实现。
例如，复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，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。
3. 光的色散分为正常色散和反常色散。
随着光频率升高介质折射率增大的色散称为正常色散。
当光线照射在某些物质上，其折射率随光的波长而变化的规律在某些波长范围内发生反常的现象叫做反常色散。
4. 光的色散能够给人们带来美丽的彩虹，但是如果色散发生在光通信系统中，就没有那么美好了。
以上内容仅供参考，如需更全面准确的信息，可以查阅初二物理教材或者咨询物理老师。
光学实验利用棱镜解析光谱
棱镜的种类和选 择
平面棱镜
定义：平面棱镜是一种特殊的光学棱镜，其两个面都是平面，且相互垂直 特点：平面棱镜可以将入射光分为反射光和折射光，其中反射光和折射光分别沿不同的方向传播 应用：平面棱镜在光学实验中常被用于研究光的反射和折射现象，以及用于光谱分析等领域
选择：在选择平面棱镜时，需要考虑其材质、精度、表面质量等因素，以确保实验结果的准确性和可靠性
选择合适的棱镜
根据实验需求选择合适的棱镜类型，如分束棱镜、成像棱镜等。 考虑棱镜的材料和镀膜，以确保其光学性能和耐久性。 考虑棱镜的尺寸和形状，以满足实验中对光路和安装的需求。 参考相关的应用案例和研究文献，了解不同类型棱镜的特点和优缺点。
光学实验操作步 骤
准备实验器材
棱镜：用于分束 光线，形成光谱
结合其他光学仪器进行实验
可以结合显微镜观察棱镜 产生的光谱
结合光栅进行光谱分析
结合干涉仪研究光的干涉 现象
结合棱镜和透镜进行光学 实验
创新实验方法和应用领域
实验技术创新：引入计算机控 制技术，实现自动化光谱采集 与分析
实验方法改进：采用新型棱 镜材料，提高光谱解析精度
应用领域拓展：将光学实验棱 镜解析光谱技术应用于生物医
学、环境监测等领域
跨学科融合：结合其他学科技 术，开发多功能光谱分析系统
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汇报人：
行星大气研究：分析行星的大 气光谱，研究行星的大气组成
和特性
星际物质研究：通过分析星际 物质的光谱，研究宇宙的起源
和演化
化学分析
确定物质的组成和结构
鉴别物质的真伪和纯度
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检测物质的含量和浓度
添加标题
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研究物质的反应机理和动力学
光的棱镜折射与色散的实验探究
实验步骤
准备实验器材：棱镜、光源、分束器、光屏等 组装棱镜：将棱镜固定在支架上，确保稳定不动 调整光源：使光线平行于棱镜的一个侧面，进入棱镜 观察光屏：在光屏上观察折射和色散现象
光的棱镜折射与色散 的实验探究
汇报人：
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实验目的
实验原理
实验器材
实验步骤
实验结果与分析
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实验目的
探究光的折射现象及其规律 了解光在不同介质中的传播速度变化 观察不同波长的光在棱镜中的色散现象 理解光的色散原理及其应用
了解棱镜对光的色散原理 掌握棱镜对不同波长光的折射规律 分析棱镜对光的色散作用与波长的关系 探究棱镜对光的色散作用的应用前景
实验原理
折射现象：光从一种介质进入另一种介质时，传播方向发生改变
折射定律：入射角i、折射角r和介质折射率n之间的关系为sin i/sin r=n
实验目的：验证光的折射定律，探究不同色光的折射率差异
实验原理：利用棱镜将白光分散成不同颜色的光谱，通过测量不同色光的折射角验证 折射定律
光的色散：白光通过棱镜后分解成不同颜色的光谱 折射率不同：不同波长的光在棱镜中的折射率不同，导致传播方向的变化 棱镜结构：棱镜的形状和材质影响光的折射和色散效果 实验意义：探究光的色散原理有助于了解光的本质和光的传播规律
实验结果：通过对比实验数据， 发现不同材料的棱镜对色散的 影响存在差异
实验结果：不同棱镜对不同颜色的光有不同的折射角度，导致色散效果不同
分析：棱镜的材料、形状和尺寸等因素会影响其对光的折射和色散效果 结论：选择合适的棱镜可以更好地观察和探究光的色散现象 建议：在实验中尝试使用不同棱镜，比较其色散效果，并分析其原因
光的色散与棱镜的工作原理
光的色散与棱镜的工作原理色散是指光经过介质时，由于不同频率的光波在介质中传播速度不同，导致光的波长产生分离的现象。
而棱镜则是利用光的色散特性来实现光学分析和光的分光实验的仪器。
一、光的色散原理光的色散现象是由于不同频率的光波在介质中的传播速度不同所致。
当光穿过介质时，光波会发生折射，其中频率较低的光波折射角度较小，频率较高的光波折射角度较大，导致光的波长被分离。
这种现象称为光的色散。
二、棱镜的工作原理棱镜是一种光学器件，通过光的色散效应来实现光的分析和分光实验。
棱镜通常采用三棱镜的形状，其工作原理可以分为折射和反射两种方式。
1. 折射棱镜折射棱镜是利用光在不同介质中传播时发生折射的原理来实现光的色散效果。
当光通过棱镜时，由于光波波长的差异，不同频率的光波在棱镜中发生不同程度的折射。
低频光波（红光）折射角度较小，高频光波（紫光）折射角度较大。
因此，光的波长会被棱镜分离出来，形成光谱。
2. 反射棱镜反射棱镜是利用光在镜面反射时发生反射的原理来实现光的色散效果。
反射棱镜通常由一系列镜面组成，其中每个镜面都具有不同的反射率和反射角度。
当光射入反射棱镜时，不同频率的光波会在不同的镜面上发生反射，并最终被分离开来。
这种方式下的分光效果比较复杂，但通常可以实现更高的光谱分离度。
三、应用领域光的色散与棱镜的工作原理广泛应用于光学领域的科学研究和实验中。
1. 光谱分析光的色散通过棱镜可以将光分解成不同波长的光谱，从而实现光谱分析。
在物质分析、化学实验、光谱仪器等领域中，光的色散与棱镜被广泛应用于物质成分的分析和检测。
2. 光学成像光的色散和棱镜原理也可应用于光学成像领域。
例如，在显微镜中使用棱镜来增强图像的对比度和分辨率，以及在望远镜和摄像机中使用棱镜来调整光线的角度和路径，实现更好的成像效果。
3. 光通信光通信是一种利用光来传输信息的通信技术。
光的特性（如色散）与棱镜的工作原理被应用于光纤通信系统中，可实现对光信号的调制和解调，提高通信速率和传输质量。
光的色散与棱镜的原理
光的色散与棱镜的原理光的色散是指白光经过介质后因其波长的不同而发生偏折的现象。
而棱镜则是一种常见的介质，能够将光束分解成不同的颜色，从而呈现出色散效果。
本文将介绍光的色散和棱镜的原理，并探讨其相关应用。
1. 光的色散原理光是由一系列电磁波构成的，在真空中它的传播速度是恒定的，但在不同的介质中传播速度会发生变化。
当光束从一个介质传播到另一个介质时，由于介质的折射率不同，不同波长的光会以不同的角度发生偏折，从而引起色散现象。
光的色散可以通过斯涅耳定律来描述。
斯涅耳定律表明，在光通过两个不同介质的界面时，入射角、折射角和两个介质的折射率之间存在着一定的关系。
根据斯涅耳定律，折射角随着入射角的变大而增加，这导致光的色散现象。
2. 棱镜的原理棱镜是一种具有三个或更多平面的透明介质，通常是玻璃或晶体制成。
当光束通过棱镜时，不同波长的光会被棱镜内部的界面反射和折射，从而使光分离成不同的颜色。
棱镜通过两个重要的现象来实现光的色散：反射和折射。
当光束从空气进入棱镜中时，发生了折射。
不同波长的光由于其折射率的不同，会以不同的角度折射，从而使光分散。
当分散的光束再次离开棱镜时，发生了反射。
这些反射光线在棱镜内部多次反射，最终形成彩色光的光谱。
3. 色散和棱镜的应用色散和棱镜的原理广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用：3.1 光谱分析棱镜使用分光仪将白光分离成不同波长的光线，并测量每个波长的强度。
这有助于科学家们研究物体的组成、结构等方面的信息。
光谱分析在天文学、化学和生物学等领域有重要的应用。
3.2 光学仪器棱镜作为光学仪器的重要组成部分，被广泛应用于显微镜、望远镜、摄影镜头等设备中。
通过使用棱镜，这些设备可以实现对光的分离、聚焦和变换等功能，从而提高成像质量。
3.3 光通信色散和棱镜的原理也被应用于光通信领域。
光纤是一种将光传输用于通信的技术，而光纤中的色散会导致信号失真。
通过使用光纤补偿器（如色散补偿模块），可以纠正光纤中的色散，提高光通信系统的性能。
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2、棱镜的分辨率
假定光谱仪的光学系统理想无像差，且棱镜作为 系统中限制光束的孔径光阑，当入射狭缝无限细 时，由棱镜孔径的衍射导致的谱线增宽就表征了 棱镜的分辨率极限。 由瑞利准则确定的分辨率为：
d R D' d
瑞利判据 两强度分布轮廓相同的谱线的最大值和最 小值重叠时刚好可以分辨
1 sin i1 1 sin i2 ' 2 2 2 2 n sin i1 n sin i2 '
2 2
该式只有在i1 i2 '时成立
最小偏向角条件
i1 i2 ' i1 ' i2 2i1 '
达到最小偏向角时通过棱镜的光路完全对 称，棱镜内部光线平行于棱镜底边。 可以将最小偏向角条件改写为：
2
cos i1
代入得
dn R t d
同理，若m个棱镜依次排 列，并均处于最小偏向角 位置时，有
dn R mt d
dn R mt d
增大棱镜分辨率的方法： 增大棱镜底边t； 增加棱镜个数m 用色散率dn/dλ大的材料
当光束没有充满棱镜时，
dn R (t1 t 2 ) d
式中 dn / d 为棱镜材料的色散率，表示介质 折射率随波长变化的程度。
(*)式是棱镜角色散率的一般表达式 (适用于任意入射 角情况) 。
sin i2 ' n sin( i1 ' ) n(sin cosi1 ' cos sin i1 ' )
当棱镜位于最小偏向角度时，有 sin i1 n sin
3、棱镜的横向放大率
当光束不是以最小偏向角条件通过棱镜 时， i2 i1 , D D ，这种现象称为棱镜的横向放 大或角放大。
棱镜的横向放大率Γ可表示为出射角增量和入 射角增量之比。
di2 ' cosi1 cosi2 di1 cosi1 ' cosi2 '
di2 ' cosi2 cosi1 di2 (*) di1 cosi2 ' cosi1 ' di1 '
i1 arcsin(n sin i2 )
sin i1 i1 arcsin{n sin[ arcsin( )]} n
n
对于所有透明材料，折射率n一般随着波长的减小而 增大。波长越短偏向角越大。
i1 i2
i2 arcsin(n sin i2 )
f 2 n 2(n 2 1)
2
1 n sin
2
2
2
sin
2
棱镜材料的折射率越大，光谱线弯曲的半径越 小；对于给定棱镜，波长越短光谱线越弯曲。
OHQ 处于子午面内 OHQ MHQ MOH MOQ 90
di2 ' cosi2 cosi1 di2 两式相除得到 (*) di1 cosi2 ' cosi1 ' di1 '
由于i2 i1 ' di2 di1 '(2)
cosi2 cosi1 (1)(2)代入(*)得 1 cosi2 ' cosi1 '
sin i1 n sin i1 将上式平方，利用 sin i2 n sin i2
附：光谱仪的理论分辨率
在棱镜和光栅光谱仪中，一般都以色散元件 的口径作为光学系统的孔径光阑，并且多数 是矩形；设孔径光阑的宽度为D’
光谱仪的理论分辨率为色散元件的角色散率和有效 孔径色散作用面上的宽度D’的乘积。
则当含有波长差为 的平行光以满足最小偏向角 条件通过棱镜时，用最小偏向角位置的色散率表达 式代入，得
由i2 i1 ' di2 di1 '(2)
对于顶角一定的棱镜，Γ随入射角的增加而减小。 当棱镜位于最小偏向角时，Γ=1
4、棱镜的非主截面色散——谱线弯曲
光谱线是狭缝的单色象，虽然狭缝是直的， 但在光谱面上的光谱线却是弯曲的，而且波 长越短的谱线弯曲越严重，这表明沿着狭缝 高度，即使同一波长的光束其色散率也不同。 通常光谱仪狭缝的中点位于光学系统的光轴 上，从狭缝中点射出的光束经过准直后照射 到棱镜上与棱镜的折射面垂直，因此通过棱 镜的主截面。
顶角
i1 i2 ,
sin i1 i2 arcsin( ) n
偏向角
(i1 i1) (i2 i2 ) i1 i2 (i1 i2 ) i1 i2
i2 arcsin(n sin i2 )
得到棱镜的色散公式：
d d dn （m为棱镜的个数） 2 2 d 1 n sin 2 2 2m sin
d d
dn 2 2 d 1 n sin 2 2
2m sin
可见，增大棱镜的色散率有如下方法：
1 增大棱镜折射顶角，但不能过大， sin 2 n
否则光线在第二折射面将引起全反射； 选用折射率大、色散率大的材料； 增加棱镜个数； 使棱镜偏离最小偏向角位置，即减小光线入 射棱镜的角度（但采用这种方法会使部分光线 在棱镜底边反射，增加杂散光）。
第二章 光谱仪器的色散系统
• • • • 光谱棱镜系统 平面衍射光栅系统 凹面衍射光栅系统 阶梯光栅系统
光谱棱镜系统
与光栅相比，（光谱）棱镜的优势 没有光能分散于不同级次的问题 没有迭级、鬼线问题
缺点： 色散不高，主要用于不需要大色散的光 谱仪器
Outline
一、光谱棱镜的分光原理
1、色散公式；2、最小偏向角条件。
二、光谱棱镜的基本特征
1、角色散率；2、分辨率；3、横向放大率； 4、谱线弯曲。 三、光谱棱镜的基本类型
四、光谱棱镜的材料
五、光谱棱镜的光能损失
一、光谱棱镜的分光原理
1、色散公式
n0 sin i1 n sin i1 sin i1 n sin i1 n0 1 n0 sin i2 n sin i2 sin i2 n sin i2
d d
dn 2 2 d 1 n sin 2 2
2m sin
由上述公式可以计算波长范围 1 ~ 2 内展 开的角宽度 对玻璃，哈特曼
2m sin
2
2
2
1 n sin n n1 n2 n n1 n2 2
2
n
Hartman公式 C n n0 ( 0 )1 可见光区
二、光谱棱镜的基本特征
1、棱镜的角色散率 入射角 i1 确定时，不同波长的光线偏向角不 同，棱镜的角色散率定义为： d / d 由偏向角、顶角、入射角关系有:
i1 i2 '
将i1和 作为常量，对λ进行微分 d di2 ' 又 i1 i2 i2 i1 d d sin i2 ' n sin( i1 ' ) n(sin cosi1 ' cos sin i1 ' )
从狭缝中心和从狭缝两端发出的光的路径比较
主截 面
d d ( ) d d
d d
即边缘光线因其经过非主 截面故其角色散率更大。
dn 2 2 d 1 n sin 2 2
2m sin
棱镜谱线弯曲，且两端朝短波方向弯曲。为什么？ （1）边缘光线因其经过非 主截面其角色散率更大 （2）在同一截面上，波长 短的紫光的角色散率大于 波长长的红光的角色散率
sin i1 将 cosi1 ' 1 sin i1 ' 1 代入 2 n
2
2
得到sin i2 ' sin n 2 sin 2 i1 cos sin i1 di2 ' sin 对n求微分，整理得到 dn cosi ' cosi ' 1 2 d di2 ' di2 ' dn sin dn 则 () d d dn d cosi1 ' cosi2 ' d
d di2 ' 对i1求导 1 di1 di1
d di2 ' 令 ＝0 1(1) di1 di1
又
sin i1 n sin i1 ' cosi1di1 n cosi1 ' di1 ' sin i2 ' n sin i2 cosi2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ' di2 ' n cosi2 di2
i1 i2 ' i1 ' i2 2i1 '
2
d d
dn 2 2 d 1 n sin 2 2
2 sin
d di2 ' di2 ' dn sin dn () d d dn d cosi1 ' cosi2 ' d
当有多个依次排列的位于最小偏向角的棱镜时
dn C d ( 0 ) 2
棱镜组的角色散率
由多个棱镜顺序放置在空气中组成的棱镜组，其总角色 散率一般不等于各棱镜角色散率的简单相加。
有m个棱镜组成的系统，棱镜不位于最小偏向角位置， 当以平行光束透射到棱镜，类似推导单个棱镜角色散 率的方法，可以得到光束通过m个棱镜后的总角色散 m 率为： d d m j d 总 k 1 d k j k 1 当m个棱镜均处于最小 偏向角位置时，横向放 大率Γj=1 d d m d 总 d j
sin i1 n sin
2
在设计棱镜光谱仪时，通常选择光谱范围 中间波长满足最小偏向角条件（注意：仅 某特定波长满足） 为何选择满足最小偏向角条件？ 光路对称，便于设计； 光路对称，棱镜产生的像差（球差、像 散等）最小； 光路对称，对满足条件的特定波长，棱 镜不产生附加的横向放大率； 孔径一定时，可以使棱镜的有效部分形 状对称，尺寸最小。