光栅光谱仪的特性研究

1. 本实验要求学生了解光栅光谱仪的结构和测量光谱的原理，学会对光栅光谱仪进行定标以及利用单色仪测量光谱，了解各种光源光谱特性。
2. 建立合适模型，定量研究缝宽对光谱分辨率的影响。
3. 学会分辨光谱中的信号和噪声。
4. 设计实验来判断测量得到的光谱中是否包含次级光谱。

1. 光栅的分光原理。
2. 闪耀光栅方程的推导。
3. 光谱是如何测量得到的？
4. 什么是光谱的分辨率？
5. 如何提高光谱分辨率？
6. 什么是卷积？

1. 光源如何调节到光谱仪系统的的光轴上？
2. 实验中所用的凸透镜的作用？
3. 出入射缝如何对光谱的分辨率进行影响？

1. 光谱信号和卷积的关系。
2. 如何通过反卷积得到高分辨率光谱。

WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪、溴钨灯、高压汞灯、汞灯、氢灯、钠灯、LED、白炽灯、日光灯、不同波长的滤色片。

• WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪采用Czemy-Turne(C-T)对称式光路架构，每毫米1200条光栅，其仪器参数如下：

1. 波长范围： 200nm~800nm
2. 波长重复性：≤0.2nm
3. 相对孔径：D/F=1/7
4. 波长精度：±0.4nm
5. 焦 距：300mm

光谱仪采用的探测器为滨松公司生产的CR114型光电倍增管（photomultiplier tubes or PMT) 参数如下：

1. 光谱响应范围 185～870nm
2. 最大响应波长 400nm
3. 光阴极(不透明) 双碱光阴极
4. 阴极最小有效尺寸 8×24mm
5. 倍增极系统结构 环形聚焦(9级)
6. 管壳(窗)材料 透紫玻璃，短波界限185nm
7. 极间电容(参考值) 阳极与最末倍增极间 4pf
8. 阳极与所有其他电极间 6pf
9. 阳极脉冲上升时间 2.2ns
10. 电子渡越时间 22ns

更多光电倍增管的信息可参考http://share.hamamatsu.com.cn/specialDetail/1992.html?WebShieldDRSessionVerify=WXNOkfxberQjkIIDcC5D

1. 光谱仪调节和定标，包括出入射缝零点、波长定标。具体定标方法见光栅光谱仪的定标
2. 光谱仪中的光电倍增管的负高压和信号强度有何关系。
3. 比较研究不同入射缝和出射缝大小时对光谱谱线的影响,定量分析缝宽和信号强度以及光谱半高全宽的关系。
   1. 改变出、入射缝的缝宽，测量汞灯光谱的光强和半高全宽（建议测量25组，需要考虑出、入射缝的缝宽的最大值和最小值如何确定）。
   2. 根据步骤a的测量结果作4张图，横轴分别为入射缝宽、出射缝宽，纵轴分别半高全宽和光强，定性分析是否符合光谱仪内部的光学模型。
   3. 根据步骤b决定更加细致的测量方案。
   4. 改变入射缝宽测量入射缝在出射缝平面上的像的光强分布。
   5. 测量软件扫描显示波长和入射缝在出射缝平面上的像移动距离的关系。

1. 光谱仪如何定标？定标时选择什么样的光源？
2. 如何正确测量谱线？
3. 确定合适的出射缝和入射缝的大小。

1.画出实验测量装置草图，草图中应包含光源、单色仪、探测器以及是透镜（部分测量会用到）。

2.具体写出每部分测量内容名称，以及用到的实验装置名称。以下举例说明：

1.光谱仪波长定标 以高压汞灯作为光源进行波长定标，光源和入射缝之间加入凸透镜用以会聚汞灯发出的光，使得入射到单色仪中的光通量最大。 探测器使用的是CR114型光电倍增管。光谱仪可测量波长范围为200-800nm。

（此处画出装置草图，标明各部分元器件名称）

思考：如果使用不同焦距，口径的凸透镜可能会对入射到单色仪中的光通量有影响？

波长定标扫描范围方案

I.精确定标，需要扫描较大波长范围，可从400扫描到650（对应汞灯可见光范围），扫描间隔0.1nm。

II.粗略定标，只需扫描双黄线的所处范围，可从550扫描到600，扫描间隔0.1nm，该方案的优点是效率高。

考虑到后续实验要求精度不高，为了提高效率，采用方案II进行定标。

第一次扫描，得到双黄线的波长值为XX和XX。 第二次扫描，得到双黄线的波长值为XX和XX（检验波长重复性，如不同需多次扫描确定其不确定度）。

1. 简要叙述本实验的基本原理。
2. 记录实验中出现的各种实验现象，对其进行分析、讨论。
3. 实验数据的处理，及对结果的分析、讨论。

1. 光谱仪测量光谱是A和B通过卷积得到的，那么A和B分别是什么？
2. 如何通过反卷积得到高分辨率的光谱？
3. 如何设计实验将反卷积求解问题简化？

1. 当样品中有胶体、乳状液或悬浮物存在时，会对吸光度产生什么影响？为什么？
2. 分光光度计的光源经单色器分光，为了获得足够的光强，狭缝必须有一定宽度，因此，经过单色器后的光并非理论上的单色光，那么其对吸光度有何影响？
3. 在稀溶液中浓度与吸光度有何关系？浓溶液（大于0.01mol/L）中这种关系还成立吗？不成立的话，将会发生什么变化？

1. 测量不同波长滤色片的透射光谱。
2. 设计实验辨别出不同级次光谱。

1. 原子光谱网站http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html
2. 如果大家对于上网址感到头晕眼花，我来推荐一个精简易懂的：http://www.camdb.ac.cn/nsdc/a_spectra2.asp 希望大家能做好实验:)
3. 滨松pmt.pdf
4. 360杀毒软件-64位
5. 360杀毒软件-32位
6. 360安全卫士

光电倍增管的信息404了,新的网址在这里http://www.bhphoton.com/site/zh/product/guangdianqijian/cechuangxingguangdianbeizengguan/1502335853218435074.html

储存的光谱数据不是很好用，把波长和能量写在了一起，写了一个能读取波长数据的程序。 — 范宁玥 2023/03/09 22:47

import pandas as pd
import csv
 
csv_data = pd.read_csv(r'')  # 里面写文件地址
for i in range(1,3002):    #依据自己的数据选择行和列的范围
    print(csv_data.iloc[i][0][11:16])  #[行][列][取第几个字符]
    i=i+1
 
    #再把打印出来的列表复制到表格就可以画图了

补充一个把.txt直接转换成excel的脚本，如果保存了.txt文件可以直接用 — 陈琦 2024/05/27 21:10

import pandas as pd
 
# 读取txt文件
txt_data = pd.read_csv('txt文件地址',  sep='\s+', header=None)  # 你的txt文件地址，并指定分隔符为制表符
#在复制txt地址的时候，需要把"\"改成"/"
 
# 读取第一列和第二列的数据
column1_data = txt_data.iloc[:, 0]  # 第一列数据
column2_data = txt_data.iloc[:, 1]  # 第二列数据
 
# 创建包含这两列数据的DataFrame
output_df = pd.DataFrame({'Column1': column1_data, 'Column2': column2_data})
 
# 保存到Excel文件
output_df.to_excel('output.xlsx', index=False)