光学多道分析试验.ppt

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1、光学多道分析实验光学多道分析实验电科091毕星09461101实验流程实验流程n n实验目的n n实验原理n n实验器材n n实验内容n n实验应用n n实验感想实验目的实验目的n n掌握定量测定汞灯光谱、钠原子光谱的方法n n熟悉多功能光栅光谱仪的光学系统、电子系统和软件系统n n了解扫描光栅光谱仪与光学多道光栅光谱仪之间的差别实验原理实验原理 1 1、在一块透明的光学玻璃平板上刻有大量、在一块透明的光学玻璃平板上刻有大量 的相互平行、等宽等间距的刻痕，构成光的相互平行、等宽等间距的刻痕，构成光栅。光珊可分为透射光栅、平面反射光栅。栅。光珊可分为透射光栅、平面反射光栅。光栅方程光栅方程 （a

2、+ba+b）sin =ksin =k 式中式中 称为第称为第k k级衍射角，（级衍射角，（a+ba+b）是反）是反射光部分与漫反射部分的宽度，称为光栅射光部分与漫反射部分的宽度，称为光栅常数，表示待测的波长。常数，表示待测的波长。透射式与反射式透射式与反射式 光栅光谱仪的光学系统图光栅光谱仪的光学系统图光源从直狭缝光源从直狭缝S1S1入射，经过入射，经过M1M1后反射到准直镜后反射到准直镜M2M2，经过，经过M2M2后的平行光入射到平面反射光栅上，后的平行光入射到平面反射光栅上，经平面反射光栅衍射后入射到物镜经平面反射光栅衍射后入射到物镜M3M3上，并且上，并且会聚到会聚到S2S2处，在光路上

3、遇到转镜处，在光路上遇到转镜M4M4后，在后，在S3S3处处成实像。在成实像。在S3S3位置安置位置安置CCDCCD接收器件，通过连接接收器件，通过连接线传输到计算机上。线传输到计算机上。试验器材试验器材n nWGD-6光学多道分析器 它由光栅单色仪、CCD接收单元、扫描系统电子放大器、A/D采集单元和计算机组成 集成了光学、精密器械、电子学和计算机于一体的光机电一体化实验仪器。实验内容实验内容n n1准备工作 开机之前检查连线是否接好。将转换开 关置于工作位置，用CCD接收，将扳手放在“CCD”档；要观察谱线，可将旋钮置于“观察”档。将入射狭缝宽度、出射狭缝宽度都调至0.1mm左右。将USB

4、接口连接计算机和仪器，安装驱动程序。n n2、实验测量 选用滤色片。打开计算机软件，进行实时采集。利用已知波长的钠黄线进行，手动定标。自动定标。对未知波长进行测量。实验结果图实验结果图钠灯图钠灯图实验数据实验数据n n测得中心波长测得中心波长n n汞灯 435nmn n钠灯 585nmn n红灯 648nmn n黄灯 603nmn n蓝灯 456nmn n白灯 460nm注意事项注意事项n n（1）狭缝可调范围为02mm，每旋转一周 狭缝宽度变化0.5mm，平时不能置于0或2mm，应当调至0.1mm0.5mm之间。n n（2）钠灯不能离入射光孔太近。应用应用n n众所周知，常用的光谱涉及的波段

5、从X射线，紫外线，可见光，红外线，微波到射频波段。所以光谱技术是研究物质微观结构的重要手段，它被广泛地应用于医学，生物，化学，地质考古，冶金等许多场所。n n光谱实验的数据为了解原子、分子和晶体等精细结构提供了重要依据。而光学多道分析器是用平面光栅衍射的方法获得多级衍射光的仪器，用它可对给定波长范围的单色光进行光谱分析，与单缝，双缝衍射相比，平面光栅衍射具有衍射本领大，衍射光线亮，分辨率高等特点。因而在特征谱线分析中有着广泛的应用。实验感想实验感想 本次实验我们使用光学多道仪对汞灯和钠灯本次实验我们使用光学多道仪对汞灯和钠灯以及发光二级管进行了测量，由于不同的物质其以及发光二级管进行了测量，由

6、于不同的物质其谱线波长各不相同，因此为了能在实验仪器范围谱线波长各不相同，因此为了能在实验仪器范围内观测，必须先确定一个合适的中心波长。内观测，必须先确定一个合适的中心波长。实验中确定中心波长之后需要对仪器定标，实验中确定中心波长之后需要对仪器定标，由于定标之后仪器测量范围不能再修改，因此定由于定标之后仪器测量范围不能再修改，因此定标非常重要。最后我们在实验允许范围之内观测标非常重要。最后我们在实验允许范围之内观测到了汞灯、钠灯、红、黄、蓝、白光的谱线，与到了汞灯、钠灯、红、黄、蓝、白光的谱线，与实验的理论值存在一定的误差。我们分析误差是实验的理论值存在一定的误差。我们分析误差是实验过程中仪器的运行以及环境灯光的变化导致，实验过程中仪器的运行以及环境灯光的变化导致，这是在实验允许范围之内。这是在实验允许范围之内。