單色儀的使用

單色儀的使用第1頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一引言單色儀是一種常用的分光儀器，適用于單色光的產生、光譜分析和光譜特性測量等方面。單色儀有多種，從不同的角度對它有不同的分類，如按物鏡的形式可以分為透射式單色儀和反射式單色儀，按色散元件來分可以分為棱鏡單色儀和光柵單色儀。本實驗中所使用的單色儀為光柵單色儀。第2頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一實驗目的了解單色儀的結構原理，學會使用光柵單色儀。測定光柵單色儀的分辨能力。利用單色儀測定干涉濾光片的光譜透射率曲線。第3頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一實驗儀器平面光柵單色儀、汞燈、鎢燈、（聚光鏡）、光電倍增管、干涉濾光片等測光儀鎢燈汞燈聚光鏡主機第4頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一實驗原理圖4.12-2光柵單色儀的光學系統(tǒng)S1GM1S2M2第5頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一光電倍增管是把微弱的輸入光轉換成電子，并使電子數(shù)獲得倍增的電真空器件。當光信號發(fā)生變化時，陰極發(fā)射出的光電子數(shù)發(fā)生相應的變化，由于各個倍增極因子基本保持常數(shù)，所以陽極電流會隨光信號的變化而變化。第6頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一光譜單原子氣體或金屬蒸氣所發(fā)的光波均有線狀光譜，故線狀光譜又稱原子光譜。當原子能量從較高能級向較低能級躍遷時，就輻射出波長單一的光波。嚴格說來這種波長單一的單色光是不存在的，由于能級本身有一定寬度（自然展寬）和多普勒效應等原因，原子所輻射的光譜線總會有一定寬度。第7頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一汞燈光譜第8頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一汞燈黃線（１）第9頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一汞燈黃線（２）第10頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一汞燈黃線（３）第11頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一分辨能力分辨能力為：aIλ1λ2λbhh第12頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一濾光片光學濾光片－－改變入射光的光譜強度分布或能改變入射的電磁波偏振狀態(tài)的一種器件。光譜強度分布的改變，就波長而言，可以是選擇性的或是非選擇性的。第13頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一根據(jù)濾光片的光譜特性分類，一般可分為：中性濾光片——對光譜的吸收、反射沒有選擇性；漸變介質型濾光片——隨波長逐漸變化；陡削截止型濾光片——吸收、反射掉光譜的某一端，其余幾乎全部透過；帶通濾光片——只讓一定的波段通過。第14頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一濾光片透射率隨波長變化曲線中心波長、通帶半寬度以及峰值透射率是濾光片的三個特征量。Tλλ0ΔλOT0T0/2第15頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一測量接通電源，電源指示燈亮。在鎢燈及負高壓開關未打開時，如果壓下“高壓-光強”鍵，光強值應接近0；5-8號儀器調節(jié)“高壓調節(jié)”旋鈕使顯示值達500V左右即可，1-4號儀器調節(jié)“高壓調節(jié)”旋鈕使之顯示達到300V左右；調節(jié)入射、出射狹縫的寬度在0.15－0.20mm之間。第16頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一分辨能力的測量(汞燈)

兩條黃譜線（波長分別為577.0nm和579.1nm）：從575nm開始，自動掃描至585nm，在相距2.1nm左右的兩個位置應該存在光強極大值確定兩峰的位置，光強值合適手工掃描（老儀器），每隔0.1nm記錄一個光強值第17頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一測量濾光片的透射率（鎢燈）①從280nm（或660nm）開始正向（或反向）自動掃描，至660nm（或280nm）止，每隔20nm記錄一個光強值；②加上濾光片，重復步驟①。計算出對于鎢燈來說濾光片的透射率，做出透射率T與波長的關系曲線。從圖中求出濾光片的中心波長、通帶半寬度及峰值透射率。第18頁，共20頁，2023年，2月20日，星期一注意事項選擇合適的光強值：對于汞燈來說，光強值可適當大些。對于鎢燈來說，可適當增大電壓的值。對同一內容，不要改變測量條件。不要超出掃描范圍。測量完畢，將高壓調至最小。1-4號儀器不得將U盤的存儲設備插入計算機內。第19頁，共20頁，202