單色儀的使用

單色儀的使用第1頁(yè)，共20頁(yè)，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(chǎn)生、光譜分析和光譜特性測(cè)量等方面。單色儀有多種，從不同的角度對(duì)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(lái)分可以分為棱鏡單色儀和光柵單色儀。本實(shí)驗(yàn)中所使用的單色儀為光柵單色儀。第2頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈫紊珒x的結(jié)構(gòu)原理，學(xué)會(huì)使用光柵單色儀。測(cè)定光柵單色儀的分辨能力。利用單色儀測(cè)定干涉濾光片的光譜透射率曲線。第3頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)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(cè)光儀鎢燈汞燈聚光鏡主機(jī)第4頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一實(shí)驗(yàn)原理圖4.12-2光柵單色儀的光學(xué)系統(tǒng)S1GM1S2M2第5頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一光電倍增管是把微弱的輸入光轉(zhuǎn)換成電子，并使電子數(shù)獲得倍增的電真空器件。當(dāng)光信號(hào)發(fā)生變化時(shí)，陰極發(fā)射出的光電子數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，由于各個(gè)倍增極因子基本保持常數(shù)，所以陽(yáng)極電流會(huì)隨光信號(hào)的變化而變化。第6頁(yè)，共20頁(yè)，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(dāng)原子能量從較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)，就輻射出波長(zhǎng)單一的光波。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)這種波長(zhǎng)單一的單色光是不存在的，由于能級(jí)本身有一定寬度（自然展寬）和多普勒效應(yīng)等原因，原子所輻射的光譜線總會(huì)有一定寬度。第7頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一汞燈光譜第8頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一汞燈黃線（１）第9頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一汞燈黃線（２）第10頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一汞燈黃線（３）第11頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一分辨能力分辨能力為：aIλ1λ2λbhh第12頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一濾光片光學(xué)濾光片－－改變?nèi)肷涔獾墓庾V強(qiáng)度分布或能改變?nèi)肷涞碾姶挪ㄆ駹顟B(tài)的一種器件。光譜強(qiáng)度分布的改變，就波長(zhǎng)而言，可以是選擇性的或是非選擇性的。第13頁(yè)，共20頁(yè)，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(duì)光譜的吸收、反射沒有選擇性；漸變介質(zhì)型濾光片——隨波長(zhǎng)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(guò)；帶通濾光片——只讓一定的波段通過(guò)。第14頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一濾光片透射率隨波長(zhǎng)變化曲線中心波長(zhǎng)、通帶半寬度以及峰值透射率是濾光片的三個(gè)特征量。Tλλ0ΔλOT0T0/2第15頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一測(cè)量接通電源，電源指示燈亮。在鎢燈及負(fù)高壓開關(guān)未打開時(shí)，如果壓下“高壓-光強(qiáng)”鍵，光強(qiáng)值應(yīng)接近0；5-8號(hào)儀器調(diào)節(jié)“高壓調(diào)節(jié)”旋鈕使顯示值達(dá)500V左右即可，1-4號(hào)儀器調(diào)節(jié)“高壓調(diào)節(jié)”旋鈕使之顯示達(dá)到300V左右；調(diào)節(jié)入射、出射狹縫的寬度在0.15－0.20mm之間。第16頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一分辨能力的測(cè)量(汞燈)

兩條黃譜線（波長(zhǎng)分別為577.0nm和579.1nm）：從575nm開始，自動(dòng)掃描至585nm，在相距2.1nm左右的兩個(gè)位置應(yīng)該存在光強(qiáng)極大值確定兩峰的位置，光強(qiáng)值合適手工掃描（老儀器），每隔0.1nm記錄一個(gè)光強(qiáng)值第17頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一測(cè)量濾光片的透射率（鎢燈）①?gòu)?80nm（或660nm）開始正向（或反向）自動(dòng)掃描，至660nm（或280nm）止，每隔20nm記錄一個(gè)光強(qiáng)值；②加上濾光片，重復(fù)步驟①。計(jì)算出對(duì)于鎢燈來(lái)說(shuō)濾光片的透射率，做出透射率T與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。從圖中求出濾光片的中心波長(zhǎng)、通帶半寬度及峰值透射率。第18頁(yè)，共20頁(yè)，2023年，2月20日，星期一注意事項(xiàng)選擇合適的光強(qiáng)值：對(duì)于汞燈來(lái)說(shuō)，光強(qiáng)值可適當(dāng)大些。對(duì)于鎢燈來(lái)說(shuō)，可適當(dāng)增大電壓的值。對(duì)同一內(nèi)容，不要改變測(cè)量條件。不要超出掃描范圍。測(cè)量完畢，將高壓調(diào)至最小。1-4號(hào)儀器不得將U盤的存儲(chǔ)設(shè)備插入計(jì)算機(jī)內(nèi)。第19頁(yè)，共20頁(yè)，202