光譜是光的頻率成份和強(qiáng)度分布的關(guān)系圖課件

光譜光譜是光的頻率成份和強(qiáng)度分布的關(guān)系圖牛頓1704年:若要了解物質(zhì)內(nèi)部的情況,只要看其光譜光譜類別：線狀譜——原子發(fā)光帶狀譜——分子發(fā)光連續(xù)譜——固體發(fā)光光譜-光源-物質(zhì)氫燈-氫光譜汞燈\鈉燈\氖燈白熾燈\鐵光譜氫原子光譜實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氫光譜：間隔，強(qiáng)度譜線顏色波長(zhǎng)(?)H

紅

6562.10n=2n’=3H

深綠

4860.74

n=2n’=4H

青

4340.10n=2n’=5H

紫

4101.20n=2n’=61885年巴耳末公式（J.J.Balmer）:經(jīng)驗(yàn)公式(可見光區(qū))里德伯常數(shù)（J.R.Rydberg）若n=1,紫外．n=2,可見光，n=3,4,5紅外1889年,里德伯提出普遍方程里德伯常量:經(jīng)驗(yàn)參量光譜儀(分光儀器):分光計(jì)、棱鏡攝譜儀、光度計(jì)、分光光度計(jì)、單色儀,法布里-珀羅干涉儀、光柵光譜儀等光譜儀組成:光源、準(zhǔn)直系統(tǒng),色散系統(tǒng),觀察系統(tǒng).色散系統(tǒng):棱鏡,光柵.觀察系統(tǒng):望遠(yuǎn)鏡,照相透鏡和底片,物鏡和出射縫,光電倍增管,CCD,計(jì)算機(jī).分光原理:色散,衍射和干涉.光譜儀的參數(shù):1.色散:角色散率.注意:指出射，與波長(zhǎng)有關(guān)。0.5nm/mm,1nm/mm2.分辨率:

任何光譜儀器的分辨率本領(lǐng)的定義都是一樣的.

常用的辨別方法是一根譜線的衍射極大,正好落在另一根譜線的衍射極小上。二譜線可分辨：定義:分辨本領(lǐng)主要決定于通光孔徑的有效寬度以及色散率3.集光本領(lǐng):4.光譜透射特性:1.元件透射率.2.透鏡有效截面積3.元件角色散率.4.狹縫高度與焦距比值.5.最佳縫寬（臨界縫寬）f,D是準(zhǔn)直透鏡的焦距與直徑。一.攝譜儀以儀器色散（線）分類：小型攝譜儀：2-10nm/mm中型攝譜儀：0.8-2nm/mm大型攝譜儀：0.1-0.8nm/mm攝譜儀結(jié)構(gòu)：恒偏向鏡、哈特曼光欄,入射縫,準(zhǔn)直與照相透鏡,光譜底片盒.攝譜儀的調(diào)整:1.照明系統(tǒng)的調(diào)整(光譜儀通用)：?jiǎn)瓮哥R照明、雙透鏡照明、三透鏡照明。2.恒偏向棱鏡的調(diào)整:最小偏向角.3.入\出射縫.準(zhǔn)直與物鏡調(diào)節(jié).4.光譜感光板的傾斜度.攝譜儀的特點(diǎn)與應(yīng)用：優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，可同時(shí)記錄同一時(shí)間光源的能譜分布。應(yīng)用：例如：氦-氖激光管內(nèi)雜質(zhì)氣體的分析感光底片\曝光\顯影\定影本身攝譜儀基本參數(shù)的測(cè)量.比較光譜：鐵光譜等比長(zhǎng)儀，光譜投影儀單色儀棱鏡單色儀：透射式棱鏡單色儀,反射式棱鏡單色儀.(指準(zhǔn)直透鏡和會(huì)聚物鏡)入\出射縫,光強(qiáng)定量。定標(biāo)與定標(biāo)曲線。單色儀的幾種主要光路：

光柵：平面光柵和凹面光柵。光柵光譜儀：光電探測(cè)器:硅光電池,光電二極管,光電三極管光電管,光電倍增管,CCD.平面光柵：平板玻璃上蒸鍍上鋁或其它高反射的金屬，鍍層上刻上鋸齒形槽。一般1200條/mm2400條/mm,3600條/mm.細(xì)槽：理想平直、嚴(yán)格平行、等間隔、嚴(yán)格等同形狀。偏差：鬼線普通光柵、閃耀光柵（相位光柵）光強(qiáng)主極大移到了一級(jí)。光柵的分光原理:對(duì)于1-1`光線和2-2`光線:光柵的閃耀角與閃耀波長(zhǎng)：非閃耀光柵：中央零級(jí)主極大。閃耀波長(zhǎng)：多縫干涉的一級(jí)主極大方向與單縫衍射零級(jí)方向重合。光柵光譜儀的參數(shù):1.色散:對(duì)此式兩邊微分3.自由光譜區(qū):光譜范圍,決定分光計(jì)的級(jí)間不重壘區(qū).2.光柵光譜儀的分辨率4.相對(duì)孔徑

收集光功率的能力.定義

A=

A越小,集光本領(lǐng)越大.5.自由光譜區(qū)光譜范圍，干涉儀的級(jí)間不重疊區(qū)。例：短波限：200nm,m:一級(jí)。自由光譜區(qū)：200nm-400nm.如m：二級(jí)。自由光譜區(qū)：200nm-300nm法布里-珀羅干涉儀（F-P干涉儀）：目前分辯率最高的儀器。結(jié)構(gòu)極為簡(jiǎn)單。F-P干涉儀的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：分辯率高、色散大。自由光譜區(qū)小，防震要求高。不平度小于所用波長(zhǎng)的1/50，內(nèi)表面反射率80%-90%。楔角不超過1°。F-P干涉儀的分辯率：R=mFF:為有效干涉光束數(shù)。約20-50。m與板距h成正比.例：h=100mm,波長(zhǎng)500nm,n=1,m=?F-P干涉儀的自由光譜區(qū)例：h=100mm,波長(zhǎng)500nm時(shí)，自由光譜區(qū)：0.00125nm.光譜實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用:1.光源光譜的測(cè)量.2.氦-氖激光管管內(nèi)雜質(zhì)氣體的分析.3.氦-氖激光管氣體成份的測(cè)定.4.溶液濃度的測(cè)定5.濾色片性能的測(cè)量.6.熒光光譜\吸收光譜\喇曼光譜塞曼效應(yīng)1896年(PieterZeeman)將鈉光燈放入強(qiáng)度約1T的磁場(chǎng)中,并在垂直于磁場(chǎng)方向發(fā)現(xiàn)鈉的黃線展寬了.正常塞曼效應(yīng):1.光譜線在外磁場(chǎng)中分裂成三個(gè)成分.2.裂距的大小為一個(gè)洛倫茲單位.WGD-8組合式多功能光柵光譜儀規(guī)格參數(shù):焦距:500mm,相對(duì)孔徑D/F=1/7雜散光<10-3,分辨率優(yōu)于0.1nm光電倍增管接收:波長(zhǎng)范圍200-800nmCCD(電荷耦合器件)光譜響應(yīng)區(qū)間:300-900nm.光路圖軟件的操作與功能:選擇接收器.光電倍增管,CCD參數(shù)設(shè)置/高級(jí)/系統(tǒng)/數(shù)據(jù):工作方式:單程掃描,重復(fù)掃描,定波長(zhǎng)掃描,濃度測(cè)量.數(shù)據(jù)處理;定標(biāo)(逐段定標(biāo));能量;尋峰;等.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)一.先開機(jī),再開計(jì)算機(jī)程序.二.高壓與增益及最大值關(guān)系與調(diào)節(jié).三.光源位置.光縫固定與調(diào)節(jié).四.重復(fù)性與精度.五.氫氘光譜測(cè)量.光學(xué)光譜紫外光、紅外光、可見光：1nm-1.5μm光學(xué)波數(shù)E=光譜學(xué)定義分辨率R：R=λ/λ，=R>5×104,