1、 光柵光譜儀的使用實驗報告一、實驗?zāi)康呐c實驗儀器1.實驗?zāi)康?了解平面反射式閃耀光柵的分光原理及主要特性；2了解光柵光譜儀的結(jié)構(gòu)，學(xué)習(xí)使用光柵光譜儀；3測量鎢燈和汞燈在可見光范圍的光譜；4測定光柵光譜儀的色分辨能力；5測定干預(yù)濾光片的光譜透射率曲線。2.實驗儀器WDS-3平面光柵光譜儀200800nm，汞燈，鎢燈&氘燈組件，干預(yù)濾光片。二、實驗原理要求與提示：限400字以內(nèi)，實驗原理圖須用手繪后貼圖的方式1.平面反射式閃耀光柵原理1方向的光強(qiáng)：I=sin2(sinNsin)22光柵方程：dsin+sin i= k3閃耀光柵：光強(qiáng)最大的方向就是槽面反射定律所規(guī)定的方向，0級譜線出現(xiàn)在光柵

2、平面反射的方向，閃耀光柵能夠把能量集中在需要的光譜級里。4閃耀波長的計算：=2dsink2.平面光柵光譜儀的結(jié)構(gòu)與組成1光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：光柵：1200/mm；閃耀波長250nm；M1和M2凹面鏡焦距為300mm；狹縫0-2mm連續(xù)可調(diào)。電子系統(tǒng)：電源系統(tǒng)、光接收系統(tǒng)、步進(jìn)電動機(jī)系統(tǒng)組成。光學(xué)接收系統(tǒng)：光電倍增管及其放大電路組成。光電倍增管：光信號轉(zhuǎn)變成電信號。是測光儀器和光電自動化設(shè)備中的主要探測元件。目前測量光信號最靈敏的器件之一。結(jié)構(gòu)：3.色分辨率光柵光譜儀的色分辨率是分開兩條鄰近譜線能力的量度。以汞燈的兩條黃譜線波長為577.0nm和579.1nm為例測出譜線1和2峰間的間隔a以及峰的半寬

3、度b，那么色分辨能力為： =b=2-1=2.10nm4.濾光片光譜特性光譜透射率：T=IT（）I0（）白光光源鎢燈單色光光電流T=iT（）i0（）中心波長0通帶半寬度峰值透過率T0三、實驗步驟要求與提示：限400字以內(nèi)1. 準(zhǔn)備工作：1) 調(diào)節(jié)高壓到-300-600V(不要小于-400V)之間，入射縫、出射縫縫寬均預(yù)置為0.15 0.30mm之間，翻開氘燈，翻開計算機(jī)，翻開程序，首先進(jìn)行復(fù)位操作，復(fù)位后按“確定進(jìn)入操作主界面；2) 測量參數(shù)設(shè)置：能量模式0.04095.0，掃描方式重復(fù)掃描1次，波長范圍200800nm，可根據(jù)實驗需要設(shè)定上下限2. 校準(zhǔn)光譜儀的波長指示值通過氘燈光譜上的486

4、.0nm峰值實現(xiàn)3. 汞燈光譜和光譜儀分辨率的測量移去鎢燈&氘燈組件，汞燈置于狹縫前，先進(jìn)行一次全譜掃描，觀察汞燈譜線，再設(shè)置掃描波長為570585nm掃描一次，保存實驗數(shù)據(jù)。4. 濾色片光譜特性的測量1移去汞燈，裝上鎢燈，根據(jù)掃描結(jié)果重新設(shè)置參數(shù)，在300700nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行鎢燈光譜的掃描，保存數(shù)據(jù)；2不改變參數(shù)，在鎢燈和狹縫中間參加濾光片，在300700nm波長范圍內(nèi)掃描數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)。5. 退出系統(tǒng)與關(guān)機(jī)將副高壓調(diào)節(jié)至零，退出系統(tǒng)，關(guān)閉儀器。四、數(shù)據(jù)處理要求與提示：對于必要的數(shù)據(jù)處理過程要貼手算照片1. 汞燈雙黃線光譜2. 鎢燈光譜3. 暗電流光譜4.T-曲線4. 數(shù)據(jù)處理五

5、、分析討論提示：分析討論不少于400字1. 對于汞燈光譜線，我通過查閱資料了解到，實驗室用的最多的氣體放電光源是高壓汞燈，它是重要的紫外光源。它在紫外、可見和紅外都有輻射。即其光譜成分中包括長波紫外線、中波紫外線、可見光譜及近紅外光譜。在實驗中，能夠在觀察到汞燈雙黃線光譜波長為577.5nm和579.5nm，而資料說明汞燈黃色譜線較強(qiáng)即顯示較亮的為577nm和579nm，這與實驗結(jié)果根本吻合，但也有一點誤差，主要可能是實驗儀器不穩(wěn)定或者是讀取曲線上的點時誤差造成的。 汞燈主要光譜線波長表紫色404.66強(qiáng) 407.78中 410.81弱 433.92弱 434.75中 435.84強(qiáng)藍(lán)綠色49

6、1.60強(qiáng) 496.03中綠色 535.41弱 536.51弱 546.07強(qiáng) 567.59弱黃色576.96強(qiáng) 579.07強(qiáng) 585.92弱 589.02弱橙色607.26弱 612.33弱紅色623.44中深紅色671.62中 690.72中 708.19弱2.對于鎢燈光譜，從實驗結(jié)果來看，幾乎能夠發(fā)射從300700nm范圍內(nèi)所有波長的光譜，主要分布在400700nm波長范圍內(nèi)，這與平時使用的白熾燈能夠發(fā)射可見光波長范圍內(nèi)的光這一事實吻合。而且加上綠色濾光片后，能夠掃描出的光譜主要集中在550nm波長左右，這也是綠光集中分布的大概波長位置。3. 適當(dāng)減小狹縫寬度有利于譜線圖樣的清晰。波長的測定要盡量減少雜光的影響，在入射狹縫端放上一片濾光片來濾光，對光波波長的準(zhǔn)確測定有幫助。4.暗電流的存在限制了對微弱光信號的測量，所以光電倍增管暗電流的大小成為衡量其質(zhì)量的重要參數(shù)之一。六、實驗結(jié)論1.平面反射式閃耀光柵能夠使閃耀方向落在我們所需要的光譜級里，從而既增加了有用的光強(qiáng)，又減少了有害的雜光；光柵方程：dsin+sin i