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cenyan
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====== 光栅光谱仪的定标 ====== ====== 光栅光谱仪的定标 ======
-光栅光谱仪由单色仪和探测器组成。单色仪(monochromator)是一种分光仪器,它通过色散元件的分光作用,可将复色光分解为波长范围极窄的单色光。依采用的色散元件的不同,单色仪可分为棱镜单色仪和光栅单色仪两大类。单色仪运用的光谱范围很广,从紫外、可见、近红外一直到远红外,对于不同的光谱区域,一般需换用不同的棱镜或光栅。例如应用石英棱镜作为色散元件,则主要运用于紫外光谱区,并需用光电被增管作为探测仪;若棱镜材料用NaCl(氯化钠)、LiF(氟化锂)、KBr(溴化钾)等,则可运用于广阔的红外光谱区,用真空温差电偶等作为光探测器。+光栅光谱仪由单色仪和探测器组成。单色仪(monochromator)是一种分光仪器,它通过色散元件的分光作用,可将复色光分解为波长范围极窄的单色光。依采用的色散元件的不同,单色仪可分为棱镜单色仪和光栅单色仪两大类。单色仪运用的光谱范围很广,从紫外、可见、近红外一直到远红外,对于不同的光谱区域,一般需换用不同的棱镜或光栅。例如应用石英棱镜作为色散元件,则主要运用于紫外光谱区,并需用光电倍增管作为探测仪;若棱镜材料用NaCl(氯化钠)、LiF(氟化锂)、KBr(溴化钾)等,则可运用于广阔的红外光谱区,用真空温差电偶等作为光探测器。
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=====实验目的与要求 ===== =====实验目的与要求 =====
  - 掌握调节光路准直的基本方法和技巧。学会分步骤确定光学器件在光学系统中的位置(如在本实验中,先调节光源在光轴上,再调节透镜在光轴上)。   - 掌握调节光路准直的基本方法和技巧。学会分步骤确定光学器件在光学系统中的位置(如在本实验中,先调节光源在光轴上,再调节透镜在光轴上)。
-  - 掌握单色仪的工作原理和正确使用方法。学会波长定标、缝零点定标的方法,学会测量光谱仪的响应曲线。+  - 掌握光栅光谱仪仪的工作原理和正确使用方法。学会波长定标、确定缝零点的方法,学会测量光谱仪的响应曲线。
  - 建立合适物理模型来解释所测得的光谱。   - 建立合适物理模型来解释所测得的光谱。
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  * 光栅单色仪   * 光栅单色仪
光谱仪的核心部件为单色仪。 光谱仪的核心部件为单色仪。
-它的结构如图1所示,+其采用的Czerny–Turner结构如图1所示, 
 + 
 +{{:exp:common:光栅光谱仪结构及光路图.jpg?400|}}
-{{:exp:common:光栅光谱仪结构和光路图.jpg?400|}} 
图1.光栅光谱仪结构和光路图 图1.光栅光谱仪结构和光路图
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1.光路调整 1.光路调整
  *  用水平仪调整单色仪水平。(为什么需要调节水平?)   *  用水平仪调整单色仪水平。(为什么需要调节水平?)
-  *  打开光谱仪电源,接着打开光谱仪软件,进行波长初始化调整(光谱仪波长自检,即光谱仪进行粗略波长定标,具体步骤为如弹出对话框请按“**取消**”进行波长初始化,不弹出对话框请等待初始化自动完成。波长初始化完成后出射波长为200nm)。(请思考出射波长为200nm的光,意味着什么?)+  *  打开光谱仪电源,接着打开光谱仪软件,进行波长初始化调整(光谱仪波长自检,即光谱仪进行粗略波长定标,具体步骤为如弹出对话框请按“**取消**”进行波长初始化,不弹出对话框请等待初始化自动完成。波长初始化完成后出射波长为200nm)。(出射光波长为200nm,是否属于可见光范围?)
  * 调节光源(高压汞灯)的位置。   * 调节光源(高压汞灯)的位置。
-将光源直接照射到入射缝上,调整光源使得从出射缝处能用肉眼观察到光源的像(光源像即灯丝像的形状为一竖条纹,可用“**检索**”功能改变像的颜色,选择柔和点的颜色如黄色),轻微调节光源的位置使光源的像位于凹面镜中央,此时光源在单色仪准直系统的光轴延长线上。(光源不在延长线上会有什么影响?)左右上下移动光源,像如何移动,请记录。+将光源直接照射到入射缝上,调整光源使得从出射缝处能用肉眼观察到光源的像(光源像即灯丝像的形状为一竖条纹,可用“**检索**”功能改变出射光的波长即改变像的颜色,选择柔和点的颜色如黄色),轻微调节光源的位置使光源的像位于凹面镜中央(注意:一般凹面镜不会被全部照亮),此时光源在单色仪准直系统的光轴延长线上。(光源不在延长线上会有什么影响?)左右上下移动光源,像如何移动,请记录。
  * 调节会聚透镜的位置。   * 调节会聚透镜的位置。
光源调整完毕后再放入会聚透镜,调节光源和会聚透镜的位置使光源准确成像(什么才是光源的像?如何判断?)在入射缝上,像的宽度要略大于入射缝宽度。这时,从出射缝看进去,凹面镜应该被均匀照亮(入射缝此时要开的小些),如左右不均匀,可适当调节会聚透镜的左右位置,直至单色仪中聚光镜被均匀照亮为止。 光源调整完毕后再放入会聚透镜,调节光源和会聚透镜的位置使光源准确成像(什么才是光源的像?如何判断?)在入射缝上,像的宽度要略大于入射缝宽度。这时,从出射缝看进去,凹面镜应该被均匀照亮(入射缝此时要开的小些),如左右不均匀,可适当调节会聚透镜的左右位置,直至单色仪中聚光镜被均匀照亮为止。
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**注意事项:** **注意事项:**
  - 不能用肉眼直视高压汞灯,其中包含强烈的紫外线!   - 不能用肉眼直视高压汞灯,其中包含强烈的紫外线!
-  - 用高压汞灯作为光源时,出射光线波长小于400nm时,不要通过光谱仪上的观察缝用肉眼观察!+  - 用高压汞灯作为光源时,出射光线波长小于400nm时(当前出射光波长软件上有显示),不要通过光谱仪上的观察缝用肉眼观察!
  - 打开光谱仪软件前要先开光谱仪电源。   - 打开光谱仪软件前要先开光谱仪电源。
  - 测量信号饱和值为1000,测量时需注意不要超出量程,可通过调节光电倍增管电压来调节。   - 测量信号饱和值为1000,测量时需注意不要超出量程,可通过调节光电倍增管电压来调节。
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  - WGD-3型 组合式多功能光栅光谱仪 说明书 {{:exp:common:wgd-3型_组合式多功能光栅光谱仪_说明书_03_1_.05.09.doc|}}   - WGD-3型 组合式多功能光栅光谱仪 说明书 {{:exp:common:wgd-3型_组合式多功能光栅光谱仪_说明书_03_1_.05.09.doc|}}
-====== 讨论区 ======+===== 讨论区 ======
>欢迎同学在此提问、讨论。  --- //乐永康 2014/12/28 01:20// >欢迎同学在此提问、讨论。  --- //乐永康 2014/12/28 01:20//
 +请问扫描后得到的光谱图像纵轴(相对光强)的单位是什么?在导出的文件里写的是数值(e),请问老师这是什么意思?
 +
 +光谱图像纵轴(相对光强)为任意单位(arbitrary unit)。
 +数值(e)原指energy,但此处应该用相对光强描述更为恰当。--- //岑剡 2018/10/14 10:14//
 +=请问老师,波长定标函数是波长值与峰值的关系吗?如果是,通过得到的数据怎么拟合呢?它只有好几个峰值。