实验报告之光学多道分析器

近代物理实验报告（二）
————光学多道分析器实验小组：
实验班级:
指导老师：
日期：2011-11-10
一、实验目的：
1、了解光学多道分析器的基本原理以及它的使用方法。

2、对照实验中给定的钠光灯、汞光灯的标准光谱线来定标谱线的方法。

二、实验原理：
作为大自然的物质，每一种物质都有它独特的光谱，当我们试图了解一种未知物质的时候，我们就可以通过分析它的光谱，然后与我们以前数据库中的样本光谱进行对照这样就可以得出未知物质的详细信息。

本实验中我们使用的并不是一个个单个的元件，而是由仪器厂商已经组装好的完整系统，它包括由光栅单色仪，CCD接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D采集单元，计算机组成。

所以我们在实验中只需要了解这台仪器的操作流程就可以了。

三、光电检测技术在本实验的应用：
我觉得本实验中运用了如下光电检测知识：
①：闪耀光栅对外来光源的处理。

②：对于还来光谱的定标。

四、实验过程、现象、数据：
NO.1实验过程：
①：打开光学多道分析器的各项开关包括：计算机开关、光源开关、管谱分析器开关等。

②：打开仪器之后检查分析器与计算机是否连接正常，如连接正常用鼠标双击电脑桌面上的启动光学多道分析器的快捷键。

之后计算机软件会自动对波长进行初始化（如下图所示）
然后点击“是”，系统自动对波长进行初始化。

后将扳手放在“CCD”档。

③：将汞光源放置在入光口的适当位置，点击主界面中主工具栏中的运行选择实时采集，然后旋转旋钮以调节入射光入光口的大小，直至在工作区出现若干个尖锐突起的波峰。

如发现主界面的工作区中又连续的谱线并且有若干峰值突起则 a、对于汞灯由于它的光谱线
比较密集，所以如果在工作区找到4条突起的峰值其中靠右边两个突起的峰值比较靠近，则此时所采集到的光谱就是汞光灯的光谱。

b 、对于钠光灯由于它的光谱线只有两条，所以只要找到两条比较密集的光谱线突起即可。

④:当我们在工作区看到有光源所发出的光谱时，就以汞灯为例它的特征谱线波长分别是：404.78nm. 435.64nm. 546.1nm 576.9nm 579.2nm.当我们得到正确谱线时，就对相距较远的波峰进行定标，单击手动定标按钮，移动光标至谱线峰值处，回车，将标准波长输入到定标对话框中，单击“添加下一个” 按钮，移动光标至另一谱线峰值处，将另一已知标准波长输入到定标对话框中，再单击“定标” 按钮进行线性定标。

定标后效果如右图所示====>>
采集后数据后再对各个波峰的波长与标准数据进行对比，后比较出误差并且 分析误差来源。

后改用钠光灯进行试验重复上述操作。

NO 、2实验现象及数据：
图（1）
图（2）
所的主要实验现象及数据将上图中的
（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7），详解如下： 图一：当我打开实时采集开关后，并将如光口调 至合适口径后，对所采集波形进行手动前进 （移动距离20.00nm ），所采集的初步波形。

图二：手动前进后所观察到的波形，如图二所示
图
（三）
图（四）
图（五）
图（六）
图（七）
观察到了四组谱线峰值，分别是紫光、蓝光、橙光
和黄光。

图三、图四、图五：这三幅图是定标后所采集的
数据。

图六：在观察缝中观察到的数据。

图七:对汞光435.64nm和546.1nm定标系统自己算出的数据，其中a=b=c=0.00000, d=0.07746,e=424.79540,r=1.000000。

五、分析实验操作、现象、数据以及自己的结论：
No1、对实验操作的分析：
本次操作全部由计算机完成，我只是通过运用软件来观察所得到的谱线。

我正能简单写一些非软件的操作。

①、在调整入光口的大小的时候，应调整适当的宽度，如果太大会导致谱线的波峰
成柱状，影响效果及数据的计算。

②、在对谱线进行实时采集的时候必须将观察窗的盖子盖上，负责就会产生杂普线
影响正常的观察。

③、当我们在观察窗观察的时候，要把扳手跳到观察缝一侧才可以观察。

当我们想
在采集谱线的时候，必须扳回到CCD端（因为此时的如光口狭窄容易观察）。

No2、对实验现象的分析：
对于软件所得出的现象，我只能通过对照标准特征谱线的波长，定性的判断哪些是正确的谱线哪些是错误的谱线，如对于汞光谱线的576.9nm 579.2nm比较接近，所以在谱线中找到相近的峰值再来定标。

No3、对实验数据的分析：
我测得数据与标准值比较还是比较准确的仅仅只相差不足1nm，对于误差我认为是由于我使用软件中定标时造成的。

No4、我的结论：
对于光谱分析仪，有效地防止杂光的干扰、提高光栅的精度等是提高光谱分析精度的条件。

本次试验我学会了如何操作光学多道分析器，知道了怎么定标和一些注意事项。