光谱实验报告辐射度学与绝对辐射校准工位
- 格式:docx
- 大小:3.14 MB
- 文档页数:14
光谱分析实验报告摘要:本实验通过使用光谱仪进行光谱分析,在明确实验目的的基础上,详细讲解了实验步骤与方法,并对实验结果进行了分析与讨论。
实验通过测量不同材料的光谱,得到了它们特有的光谱图,同时对于光谱产生的原理也有了更深入的了解。
引言:光谱分析是基于物质吸收光能带来的特定能量跃迁,通过分析物质对不同波长光的吸收能力,可以得到物质的光谱特征,从而用于物质的鉴定和定性定量分析等方面。
本实验旨在通过使用光谱仪对不同材料进行光谱分析,探究其原理和操作方法,并进一步了解光谱分析的应用。
方法与步骤:1.实验器材准备:光谱仪、样品(例如金属样品或化合物溶液)、光源、计算机和相关软件等。
2.样品制备:根据实验要求制备所需样品。
3.光谱仪的调试:启动光谱仪,并根据相关要求进行调整和校准,确保仪器正常工作。
4.样品光谱测量:将样品置于光谱仪的样品台上,选择合适的波长范围和光强设置,点击“开始”进行光谱测量。
5.数据分析与保存:根据实验要求,对测量结果进行数据分析,并保存相应的光谱图和数据文件。
结果与讨论:通过实验测量得到了不同材料的光谱图像,并进行了进一步的分析与讨论。
对于金属样品而言,我们发现了金属元素各自的光谱特征线,这些特征线可以用于金属的鉴别和分析。
而对于化合物溶液样品,我们发现在特定的波长下,溶液的吸收峰强度会有所变化,通过量化这些变化,我们可以进行溶液的定性定量分析。
本实验结果表明,光谱分析在物质鉴定和定性定量分析方面具有广泛的应用前景。
光谱资料丰富,能够提供大量有关物质组成和结构的信息,为科学家们在实验室研究中提供了非常有价值的工具。
结论:光谱分析实验通过使用光谱仪测量不同材料的光谱图,得到了它们特有的光谱特征,并对实验结果进行了分析与讨论。
实验结果表明,光谱分析在物质鉴定和定性定量分析方面具有广泛的应用前景,为科学研究提供了强有力的支持。
2.王五,赵六.光谱分析及其应用.化学通讯,20XX:20-25.。
光谱分析实验报告实验目的:本实验旨在通过光谱仪器对物质的吸收光谱和发射光谱进行测量和分析,探究不同物质在可见光范围内的特征光谱并研究其应用。
实验器材:1. 光谱仪器:利用光栅原理进行光谱分析的仪器。
2. 小样品盒:用于放置待测样品的盒子。
3. 可见光源:作为样品激发光源。
实验步骤:1. 准备工作:a) 将光谱仪器放置于无干扰光线的环境中,确保实验的准确性。
b) 确保光源的稳定性和光强,保证测量结果的可靠性。
c) 调整光谱仪器的光栅角度,使其处于最佳状态。
2. 测量吸收光谱:a) 将待测样品放置于样品盒中,确保样品与仪器之间的光路畅通。
b) 打开光谱仪器并选择吸收模式,调整光谱仪器的参数如波长范围和扫描速度。
c) 通过光谱仪器的显示屏,观察和记录样品在可见光范围内的吸收光谱。
3. 测量发射光谱:a) 将待测样品以固、液体或气体形式放置于样品盒中。
b) 打开光谱仪器并选择发射模式,调整光谱仪器的参数如波长范围和扫描速度。
c) 通过光谱仪器的显示屏,观察和记录样品在可见光范围内的发射光谱。
4. 实验数据分析:a) 对于吸收光谱,根据吸收峰的位置和强度,推测样品中存在的吸收物质以及其浓度。
b) 对于发射光谱,根据发射峰的位置和强度,推测样品中存在的发射物质以及其性质。
实验结果与讨论:通过以上实验步骤,我们成功地获取并记录了吸收光谱和发射光谱的数据。
根据实验结果,我们对样品中的物质进行了分析和推测。
在吸收光谱中,我们观察到了一些特征吸收峰。
根据这些吸收峰的位置和强度,我们可以推测样品中存在的吸收物质及其浓度。
这对于分析样品组成、质量和纯度具有重要意义,并在化学、物理、生物等领域有广泛应用。
在发射光谱中,我们观察到了样品中的发射峰。
通过这些发射峰的特征,我们可以推测样品中存在的发射物质及其性质。
这对于材料科学、能源研究和光电子学等领域具有重要意义。
光谱分析作为一种常用的分析手段,不仅可以用于定量和定性的分析,还可以研究物质的结构、性质和反应机制。
光谱已校准标准
光谱仪是一种用于测量和分析光谱的仪器,它需要进行校准以确保准确度和可靠性。
校准标准是用于验证和调整光谱仪性能的参考物质。
以下是一些常见的光谱仪校准标准:
1.光源标准:光谱仪通常使用已知光谱特性的标准光源进行校准。
例如,钨灯和氘灯是常用的可见光和紫外光光源。
这些光源的光谱特性是已知的,可以用于调整光谱仪的波长刻度。
2.线宽标准:对于分辨率较高的光谱仪,使用已知线宽的标准光谱线可以用于调整仪器的分辨率。
3.吸收标准:对于吸收光谱仪,使用已知吸收特性的标准溶液或气体可以进行校准。
例如,在紫外可见区域,可以使用已知浓度的溴化钠溶液进行校准。
4.波长标准:使用已知波长的标准线源,如汞灯、氙灯等,对光谱仪进行波长校准。
5.强度标准:使用已知光强度的标准样品,例如反射标准或辐射标准,进行光谱仪的强度校准。
6.温度标准:一些光谱仪对温度敏感,因此需要使用温度标准来校准温度效应。
7.相对湿度标准:对于某些光谱测量,特别是在红外区域,相对湿度可能影响测量结果。
使用相对湿度标准可以进行相对湿度校准。
8.非线性标准:一些光谱仪可能存在非线性响应,使用已知非线性响应的标准物质可以进行非线性校准。
在进行校准时,关键是使用已知特性的标准,并根据标准的特性调整光谱仪的设置。
校准的频率应根据使用环境和要求而定,通常建议定期进行校准以确保测量结果的准确性。
黑体辐射特性测量一、实验目的1、通过实验验证维恩位移定律与斯特藩—玻尔兹曼定律2、学会使用黑体辐射实验的操作软件3、了解黑体辐射的发展二、实验仪器及用具WGH—10型红外光谱仪、稳压溴钨灯三、实验原理1、维恩位移定律由普朗克公式的极值定出黑体辐射能量的谱密度的峰位λM就得到维恩位移定律:λMT=b(b=2.898*10^(-3)mK)2、斯特藩—玻尔兹曼定律1879年,奥地利物理学家斯特藩根据实验结果总结出一条关于黑体辐射本领与温度之间关系的规律:黑体的总辐射能量与绝对温度的四次方成正比。
1884年玻尔兹曼根据电磁学和热力学的理论,导出这个关系,这就是斯特藩定律,可表述为:黑体辐射的总辐射本领R0与绝对温度T的四次方成正比,即:R0(T)=σT⁴四、实验方案及注意事项1、实验方案用WGH-10型外光谱仪记录福射体在80Onm——2500nm波段的相对辐射谱密度曲线,研究其辐射特性。
采用溴钨灯经过修正来代替黑体,结合实验软件提供的各遍度下绝对黑体的理论辐射谱密度曲线,验证普朗克辐射定律、斯特藩玻耳兹曼定律和维恩位移定律。
进行此验证时可使用实验软件提供的黑体理论辐射曲线作为验证对象,但要注意测得数据只具有相对意义。
软件中提供了归一化功能,该项功能的作用是将测得的数据曲线来以一一个系数,使谈曲线的峰值高度与理论曲线的峰值高度相同。
若实验数据符合理论值的话,归一化之后二者在定的波长范围内重合得较好。
在己知色温的电流下对溴钨灯的辐射谱进行扫描,扫描前选中“传递函数””修正为黑体”两项,对扫描所得的的数据进行归一化处理,使用软件中内置的功能取得该温皮下的理论黑体辐射请线,在若干个波长处(位置大致平均分布在曲线上:)算出实测值与理论值的相对误差δ=ΔE/E。
,然后计算平均相对误差。
根据平均相对误差的大小来确定实验结果是否支持普朗克辐射定律,由于实验仪器的精度限制,一般来来说平均相对误差在5%以内,即可认为实验结果支持普朗克辐射定律。
一、实验目的1. 了解光谱的基本原理和分类;2. 掌握光谱仪器的操作方法;3. 通过实验,学习如何使用光谱仪器进行物质的定性和定量分析;4. 熟悉光谱数据处理方法。
二、实验原理光谱是物质吸收或发射电磁波时,其能量分布的规律。
根据电磁波波长的不同,光谱可分为紫外光谱、可见光谱和红外光谱等。
光谱分析是研究物质组成和结构的重要手段之一。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、荧光光谱仪、样品池、比色皿等;2. 实验材料:待测物质、标准溶液、溶剂等。
四、实验步骤1. 紫外-可见分光光度计实验(1)打开仪器,预热30分钟;(2)设定波长范围和步长,选择合适的扫描速度;(3)使用空白溶剂进行仪器校正;(4)将待测物质溶解于溶剂中,配制成一定浓度的溶液;(5)将溶液倒入比色皿中,放入样品池;(6)进行光谱扫描,记录吸收光谱;(7)根据标准溶液的吸收光谱,对待测物质进行定量分析。
2. 红外光谱仪实验(1)打开仪器,预热30分钟;(2)设定扫描范围和步长,选择合适的扫描速度;(3)使用空白溶剂进行仪器校正;(4)将待测物质制成薄膜,贴在样品池上;(5)进行光谱扫描,记录红外光谱;(6)根据标准物质的红外光谱,对待测物质进行定性分析。
3. 荧光光谱仪实验(1)打开仪器,预热30分钟;(2)设定激发波长和发射波长范围,选择合适的扫描速度;(3)使用空白溶剂进行仪器校正;(4)将待测物质溶解于溶剂中,配制成一定浓度的溶液;(5)将溶液倒入比色皿中,放入样品池;(6)进行荧光光谱扫描,记录激发光谱和发射光谱;(7)根据标准物质的荧光光谱,对待测物质进行定性和定量分析。
五、实验结果与分析1. 紫外-可见分光光度计实验通过实验,得到待测物质的吸收光谱,与标准溶液的吸收光谱进行对比,确定待测物质的浓度。
2. 红外光谱仪实验通过实验,得到待测物质的红外光谱,与标准物质的红外光谱进行对比,确定待测物质的组成。
一、实验目的1. 熟悉光谱实验的基本原理和方法;2. 掌握光谱仪器的使用技巧;3. 学习光谱数据分析方法;4. 培养实验操作能力和科学思维。
二、实验原理光谱分析是研究物质组成和结构的重要手段之一。
当物质受到特定波长的光照射时,其内部的电子会发生跃迁,产生特定波长的光辐射。
这些光辐射通过光谱仪器的分析,可以得到物质的光谱信息,从而推断出物质的组成和结构。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、拉曼光谱仪、荧光光谱仪、氢原子光谱仪等;2. 试剂:样品、溶剂、标准品等。
四、实验内容1. 紫外-可见分光光度法实验:测定样品在紫外-可见光区的吸收光谱,分析样品的组成和结构;2. 红外光谱法实验:测定样品的红外光谱,分析样品的官能团和化学键;3. 拉曼光谱法实验:测定样品的拉曼光谱,分析样品的分子振动和旋转;4. 荧光光谱法实验:测定样品的激发光谱和发射光谱,分析样品的荧光性质;5. 氢原子光谱法实验:测定氢原子的巴尔末系发射光谱,计算氢原子的里德伯常数。
五、实验步骤1. 紫外-可见分光光度法实验:(1)将样品配制成一定浓度的溶液;(2)设置紫外-可见分光光度计的工作参数;(3)测定样品在紫外-可见光区的吸收光谱;(4)分析样品的吸收光谱,推断样品的组成和结构。
2. 红外光谱法实验:(1)将样品制成薄膜或溶液;(2)设置红外光谱仪的工作参数;(3)测定样品的红外光谱;(4)分析样品的红外光谱,推断样品的官能团和化学键。
3. 拉曼光谱法实验:(1)将样品制成薄膜或溶液;(2)设置拉曼光谱仪的工作参数;(3)测定样品的拉曼光谱;(4)分析样品的拉曼光谱,推断样品的分子振动和旋转。
4. 荧光光谱法实验:(1)将样品配制成一定浓度的溶液;(2)设置荧光光谱仪的工作参数;(3)测定样品的激发光谱和发射光谱;(4)分析样品的荧光性质。
5. 氢原子光谱法实验:(1)设置氢原子光谱仪的工作参数;(2)测定氢原子的巴尔末系发射光谱;(3)计算氢原子的里德伯常数。
光谱分析实验报告
实验目的:
1. 了解光谱分析的基本原理和仪器装置。
2. 学习如何进行光谱测量和分析。
3. 熟悉光谱仪的操作和调节方法。
实验仪器和材料:
1. 光谱仪:包括光源、入射光栅、显微镜、光电探测器等。
2. 待测样品:例如化合物溶液或固体样品。
3. 透明容器:用于装载化合物溶液。
实验步骤:
1. 将待测样品置于透明容器中。
2. 调节光谱仪的入射光栅和显微镜,使得光线能够通过样品并进入光电探测器。
3. 打开光源,调节光源的强度和位置,使得样品处的光照射强度适中。
4. 使用光谱仪的控制面板,选择合适的波长范围和步进值。
5. 开始测量,记录下每个波长点对应的光强值。
6. 完成测量后,绘制出光谱图,并根据光谱图进行分析和判断。
实验结果与讨论:
根据实验测量得到的光谱图,可以看到某些波长点对应的光强值较高,表明样品在这些波长点有较强的吸收能力。
通过和已知样品的光谱图进行比较,可以初步确定待测样品的成分。
实验总结:
光谱分析是一种重要的物质分析方法,通过测量不同波长下的光强值,可以得到物质的吸收特性和组成信息。
实验中我们学习了光谱仪的操作和调节方法,掌握了如何进行光谱测量和分析。
通过实验,我们对光谱分析原理和应用有了更深入的了解,提高了科学实验技能。
大学生光谱测量实习报告大学生光谱测量实习报告作为一名优秀的大学生,学习能力是一个学生最需要具备的基础,而到了即将毕业的时候,学习能力有很多的表现。
基础理论知识的学习只是一部分,更加需要注重的是实践能力。
下面为大家推荐大学生光谱测量实习报告,希望可以帮助到朋友们。
一、实习的目的光谱测量学是研究精确测定和描绘地面光谱点空间位置及其变化的学科。
它的服务对象主要是各种工程建设、城镇建设和土地规划与管理等工作。
它是各种测量学的基础。
所以光谱测量的实习非常重要。
光谱测量学集中学习是在课堂结束之后在实习地集中的实践性教学,是各项课间的综合应用,是巩固和深化课堂所学知识的必要环节。
通过实习,不仅了解到了光谱测量的全过程,系统地掌握测量光谱仪器的操作和检校、待定点计算的基本技能,而且为今后解决实际工程中的`有关问题打下基础,还能在业务组织能力和实际工作能力方面的锻炼。
通过一条水准环线的施测,掌握二等精密水准测量的观测和记录,使所学知识得到一次实际的应用在实习中培养了我们严格认真的科学态度、塌实求实的工作作风、吃苦耐劳的献身精神和团结协作的集体观念。
二、实习任务利用精密水准仪围绕本学校的篮球场测一圈。
每个组员都要轮换进行观测,拉尺,举尺还有就是记录数据并行结算。
尽量做到人人都能熟练掌握精密水准的操作和使用方法和技巧,并能快速准确无误的记录和处理结算处正确的结果。
三、实习的组织与准备了解精密水准测量的规范,掌握规范要求和注意点,了解精密水准测量记录纸的观察记录顺序。
对班级人员分组,精密水准测量分组情况(共6人):本组组员:许勤肖燕赵建新钟万红邓灯余朱立成实习的光谱仪器和工具精密水准测量:自动安平水准仪J2一台,数码水准尺一对,测绳,二等水准测量记录纸四、实习要求1、每组选定一条0.6-1.0Km的闭合水准环线,每人完成不少于一个测站上的观测、记录、扶尺、拉绳的作业。
2、计算环线测量成果表。
五、光谱仪器及工具测量工具的使用每组借用电子水准仪一套,数码水准尺一对,尺垫一副,50m测绳一根,记录板一块,自备铅笔,小刀和记录手薄。
400~1700 nm绝对光谱响应度校准和量值传
递
绝对光谱响应度校准是在特定波段定义像元输出和特定IPA放射度相应度,从而确保遥感仪器能够准确收集和输出正确的地物反射或辐射行为。
400~1700 nm绝对光谱响应度校准可以保证仪器吞吐量测量精确度,确保遥感精度。
为了完成400~1700 nm绝对光谱响应度校准,我们首先需要准备一个blazing®ir近红外参考仪,用于处理仪器的模拟信号,从而得到仪器的输出值。
然后,利用研究自订的衰减缓冲液来实现在400~1700 nm波段的像元满仪和量值传递。
随后,测量每个波段上准确的光谱响应度,利用数据拟合结果对绝对光谱响应度进行校准。
最后,我们还可以利用可用的光谱仪器进行质量控制检查,从而确保400~1700 nm绝对光谱响应度校准和量值传递的精确性。
总之,400~1700 nm绝对光谱响应度校准和量值传递是遥感仪器准确测量的关键。
完成这一过程需要准备一个blazing®ir参考仪和一些特定的衰减缓冲液,进行波段光谱响应度测量,得到精确的绝对光谱响应度,并利用可用仪器进行质量控制检查,以确保准确性。
原子光谱实验报告原子光谱实验报告引言:原子光谱是研究原子结构和性质的重要实验方法之一。
通过对原子的电子跃迁和辐射现象进行观察和分析,可以得到关于原子能级和光谱特征的信息。
本实验旨在通过测量氢气的光谱线,探究原子光谱的基本原理和方法。
实验步骤:1. 实验仪器与材料准备:本实验使用的仪器包括:氢气放电管、光栅光谱仪、高压电源、电流表、电压表等。
实验材料为氢气。
2. 实验操作:a. 将氢气放电管与高压电源连接,并调整电流和电压,使氢气放电管正常工作。
b. 将光栅光谱仪与氢气放电管连接,打开光栅光谱仪的光源和接收系统。
c. 调整光栅光谱仪的光栅角度,使其与氢气放电管的光线平行,并观察光栅光谱仪的光谱图像。
实验结果:通过实验观察,我们得到了氢气的光谱图像。
在光谱图像中,我们可以看到一系列明亮的谱线,这些谱线代表了氢气原子的电子跃迁过程。
讨论与分析:1. 谱线的解释:根据实验结果,我们可以将氢气的谱线分为几个系列,如巴耳末系列、帕邢系列等。
这些系列对应了不同的电子跃迁过程,每个谱线都代表了一个特定的能级差。
2. 能级结构的推测:根据氢原子的能级结构理论,我们可以推测出氢气的能级结构。
例如,巴耳末系列的谱线对应的是电子从第二能级跃迁到第一能级,而帕邢系列的谱线对应的是电子从第三能级跃迁到第一能级。
3. 能级差的计算:根据谱线的波长,我们可以计算出不同能级之间的能级差。
通过对能级差的分析,我们可以验证氢原子能级结构理论的准确性。
4. 光谱线的宽度:在实验中,我们还可以观察到谱线的宽度。
谱线的宽度反映了原子能级的寿命,宽度越窄,能级寿命越长。
通过对谱线宽度的测量,我们可以研究原子的寿命和相应的能级跃迁过程。
结论:通过本实验,我们成功地观察和分析了氢气的光谱线,并对原子光谱的基本原理和方法有了更深入的了解。
通过测量谱线的波长和宽度,我们可以推测原子的能级结构和能级差,并验证相关理论的准确性。
原子光谱实验为研究原子结构和性质提供了重要的实验手段。
太阳辐射的观测实验报告太阳辐射的观测实验报告引言:太阳辐射是地球上生命存在的基础之一,对于了解太阳能的利用和气候变化等方面具有重要意义。
本实验旨在通过观测太阳辐射的强度和特征,探究太阳辐射的变化规律和影响因素,为相关领域的研究提供数据支持。
实验设计:本实验采用了一台高精度的太阳辐射观测仪器,该仪器能够测量太阳辐射的总辐射量、紫外线辐射和可见光辐射等参数。
实验地点选在一个开阔的户外场地,确保观测的准确性和代表性。
实验过程:在实验开始前,我们先对仪器进行了校准,确保测量结果的准确性。
然后,我们每隔一小时进行一次观测,记录下太阳辐射的各项参数,并同时记录下天气情况、云量和风向风速等气象数据。
实验结果:通过一天的观测,我们得到了丰富的实验数据。
首先,我们观察到太阳辐射的总辐射量在一天中呈现出明显的变化规律,早晨和傍晚辐射较弱,中午辐射最强。
这与太阳的高度角有关,太阳高度角越大,太阳辐射就越强。
其次,我们发现紫外线辐射在中午时段最强,而在早晨和傍晚辐射较弱。
这与太阳的位置和大气层对紫外线的吸收有关。
最后,我们观测到可见光辐射在整个白天都保持较为稳定的强度,与太阳辐射的总辐射量呈现出一致的变化趋势。
讨论与分析:通过对实验结果的分析,我们可以得出以下结论和认识:太阳辐射的强度和特征受多种因素的影响,包括太阳高度角、大气层的吸收和散射、云量和风向风速等。
太阳高度角是太阳辐射强度的主要决定因素,太阳辐射呈现出显著的日变化规律。
紫外线辐射在中午时段最强,需要注意对人体的潜在危害。
可见光辐射在白天保持较为稳定的强度,为光合作用和人类活动提供了充足的光能。
结论:本实验通过观测太阳辐射的强度和特征,揭示了太阳辐射的变化规律和影响因素。
太阳辐射对于太阳能的利用、气候变化和人类健康等方面具有重要意义。
通过进一步的研究和观测,我们可以更好地了解太阳辐射的特性和变化规律,为相关领域的发展和应用提供科学依据。
展望:太阳辐射的观测实验为我们提供了一定的数据基础,但仍有许多问题值得进一步探究。
紫外辐射照度实验报告实验目的本实验旨在通过测量紫外辐射照度,了解紫外辐射对人体以及环境的影响,并探究影响照度的因素。
实验器材- 紫外辐射仪- 测量仪器(例如光强计)- 实验室或户外环境实验原理紫外辐射是一种无形的电磁辐射,波长比可见光短,具有较高的能量。
紫外辐射分为三个波段:UVA波(315-400nm)、UVB波(280-315nm)和UVC波(100-280nm)。
UVA辐射可以通过大气层抵挡,但对眼睛和皮肤的伤害仍然较大;UVB辐射主要被大气层吸收,因此只有一小部分能到达地表,对眼睛和皮肤有较大的伤害;UVC辐射被大气层完全吸收,不会直接对人体造成伤害。
实验步骤1. 准备实验环境:保证实验室内或户外环境的室温、湿度和通风状况基本稳定。
2. 将紫外辐射仪校正并打开,确保其正常工作。
3. 根据实验需求进行合理的实验设计,可以选择不同地点、不同时刻以及天气状况不同的时候进行测量。
4. 将光强计等测量仪器放置在合适的位置,并保证其与紫外辐射仪的距离固定,以保证测量的准确性。
5. 测量紫外辐射照度:将紫外辐射仪放置在所需测量的位置,并等待一段时间使其稳定。
然后使用光强计等仪器测量紫外辐射照度,并记录数据。
6. 多次测量并记录紫外辐射照度,以得到更准确的结果。
7. 分析实验数据,观察不同条件下的紫外辐射照度变化以及影响因素。
实验数据及结果时间位置紫外辐射照度(lux)- -9:00 室内0.0212:00 室内0.0515:00 室外0.118:00 室外0.08通过对实验数据的观察,可以看出不同时间和不同环境下,紫外辐射照度有所差异。
在室内环境下,紫外辐射照度较低;而在室外环境下,辐射照度较高,但仍处于较低水平。
结论1. 紫外辐射照度随时间和环境的变化而变化。
在室内环境下,紫外辐射照度较低;而在室外环境下,紫外辐射照度略高。
2. 紫外辐射对人体和环境有一定的影响,需要采取相应的防护措施。
3. 实验结果受实验条件(例如时间、地点、天气等)的影响,需要进一步研究和实验以得出更准确的结论。
一、实训目的本次光谱分析实验室实训旨在使学生了解光谱分析的基本原理和方法,掌握光谱仪器的操作技能,熟悉实验室的安全操作规程,提高学生的实际动手能力和分析问题的能力。
二、实训内容1. 光谱分析基本原理光谱分析是利用物质对光的吸收、发射、散射等特性,对物质进行定性和定量分析的方法。
根据物质的光谱特征,可以确定物质的化学组成、结构、状态等信息。
2. 光谱仪器操作本次实训主要操作了以下光谱仪器:(1)紫外-可见分光光度计:用于测定物质的紫外-可见吸收光谱,进行定性和定量分析。
(2)傅里叶变换红外光谱仪:用于测定物质的傅里叶变换红外光谱,进行定性和定量分析。
(3)原子吸收光谱仪:用于测定物质中的金属元素含量,进行定量分析。
3. 实验室安全操作规程(1)实验室内禁止吸烟、饮酒,保持室内整洁。
(2)实验过程中,严格按照操作规程进行,确保实验安全。
(3)实验室内禁止使用易燃、易爆、腐蚀性物品。
(4)实验结束后,及时清理实验台,关闭仪器电源。
三、实训过程1. 紫外-可见分光光度计操作(1)开启仪器电源,预热30分钟。
(2)设置波长范围为200-800nm,扫描速度为100nm/min。
(3)将待测溶液注入比色皿中,放入样品池,开始扫描。
(4)观察吸收光谱,记录吸收峰位置和强度。
2. 傅里叶变换红外光谱仪操作(1)开启仪器电源,预热60分钟。
(2)设置扫描范围为4000-400cm^-1,分辨率设置为4cm^-1。
(3)将待测样品放入样品池,开始扫描。
(4)观察红外光谱,记录吸收峰位置和强度。
3. 原子吸收光谱仪操作(1)开启仪器电源,预热30分钟。
(2)设置波长范围为190-900nm,光束通过待测溶液。
(3)观察原子吸收光谱,记录吸收峰位置和强度。
四、实训结果与分析1. 紫外-可见分光光度计实验根据吸收光谱,确定待测溶液的化学成分和浓度。
2. 傅里叶变换红外光谱仪实验根据红外光谱,确定待测样品的化学成分和结构。
电磁辐射和光谱分析的实验方法和技巧在现代科学研究与实验中,电磁辐射和光谱分析技术被广泛应用于物质组成和性质的研究。
本文旨在介绍电磁辐射和光谱分析的实验方法和技巧,以帮助读者更好地理解和应用这一重要领域的知识。
一、实验设备和材料进行电磁辐射和光谱分析实验时,通常需要以下设备和材料:1. 光源:选择适当的光源对实验结果至关重要,常用的光源有白炽灯、氘灯、钠灯等。
根据实验要求选择合适的光源。
2. 光谱仪:光谱仪是分析电磁辐射的关键设备,常见的光谱仪包括分光计、单色仪、光电倍增管等。
根据实验需求选用合适的光谱仪。
3. 待测物质:选择待测物质时需要考虑其光谱特性,一般应选择稳定、纯净的物质,并注意其对应实验目的的适用性。
4. 辅助设备:如样品夹持装置、电子计时器、数据采集系统等,根据具体实验要求选择合适的辅助设备。
二、电磁辐射实验方法和技巧1. 准备工作:摆放实验设备,确保实验环境光线充足且稳定,减少外部光源的干扰,同时设置适当的防护措施。
2. 校准和调试:对光源和光谱仪进行校准和调试,保证其正常工作和准确度。
3. 选择适当的波长范围:根据待测物质的特性,选择适当的波长范围进行实验观测,以提高实验效果。
4. 采集数据:使用光谱仪,按照要求进行实验观测,记录并保存数据。
注意每次实验前要将仪器调零,确保准确性。
5. 数据分析:对采集到的数据进行分析处理,可以使用专业软件进行光谱数据曲线绘制、峰值提取等操作,以获得有意义的结果。
6. 实验结果的解读:根据实验结果,合理解读得出结论,并将结果与已有的理论知识进行对比和验证。
三、光谱分析的实验方法和技巧1. 样品制备:准备待测样品,并根据需要进行适当的预处理,如溶解、稀释等。
2. 仪器准备:准备光谱仪并进行校准与调试,确保仪器处于正常工作状态。
3. 调整实验参数:根据待测样品的性质和实验目的,调整光源波长、光强等参数,以及光谱仪的扫描速度。
4. 测量光谱:将待测样品放入样品池或适当装置中,进行光谱测量。
第1篇一、引言光谱仪器是一种用于分析物质成分和结构的仪器,广泛应用于化学、物理、生物、地质等领域。
本次实践报告旨在通过实际操作光谱仪器,了解其工作原理、操作方法及应用领域,提高对光谱仪器的认识和应用能力。
二、实践目的1. 熟悉光谱仪器的结构、原理和操作方法。
2. 掌握光谱分析的基本操作技能。
3. 学会运用光谱仪器分析物质的成分和结构。
4. 提高对光谱仪器在各个领域的应用的认识。
三、实践内容1. 光谱仪器的基本原理光谱仪器是利用物质对光的吸收、发射、散射等特性来分析物质成分和结构的仪器。
根据物质对光的吸收、发射和散射特性,光谱仪器主要分为紫外-可见光谱仪、红外光谱仪、原子光谱仪和X射线光谱仪等。
2. 紫外-可见光谱仪紫外-可见光谱仪是一种用于测定物质在紫外-可见光区域(190-800nm)吸收或发射光谱的仪器。
本次实践主要操作紫外-可见光谱仪,分析物质的成分和结构。
(1)操作步骤1)打开仪器,预热30分钟。
2)调节仪器参数,包括波长、扫描范围、灵敏度等。
3)配置样品溶液,按照要求进行稀释。
4)将样品溶液注入比色皿,放入样品池。
5)打开光源,启动仪器进行扫描。
6)观察和记录光谱图。
7)分析光谱图,确定物质的成分和结构。
(2)实验结果与分析通过紫外-可见光谱仪对样品溶液进行扫描,获得其吸收光谱。
根据吸收光谱,可以确定样品中某些特定成分的存在。
例如,在紫外-可见光谱范围内,某些有机物具有较强的吸收峰,通过对比标准物质的吸收光谱,可以确定样品中有机物的种类。
3. 红外光谱仪红外光谱仪是一种用于测定物质在红外光区域(2.5-25μm)吸收光谱的仪器。
本次实践主要操作红外光谱仪,分析物质的成分和结构。
(1)操作步骤1)打开仪器,预热30分钟。
2)调节仪器参数,包括波长、扫描范围、灵敏度等。
3)配置样品溶液,按照要求进行稀释。
4)将样品溶液滴在红外光谱仪的样品池上。
5)打开光源,启动仪器进行扫描。
6)观察和记录光谱图。
辐射量校正
辐射量校正是指对测量到的辐射量进行修正和调整,以消除测量过程中的误差和偏差,从而得到更准确和可靠的辐射量数据。
在辐射测量中,常常会受到环境因素、仪器的灵敏度和响应特性、仪器的校准状态等因素的影响,导致测量结果存在一定的误差。
因此,需要对测量结果进行校正,以提高测量的精确度和准确性。
辐射量校正的方法和步骤会依据具体的辐射量测量器具和测量目的而有所不同,但一般包括以下几个方面:
1. 仪器校准:对辐射量测量仪器进行定期的校准,确认仪器的灵敏度和响应特性是否符合要求,以保证测量结果的准确性。
2. 环境修正:考虑环境条件对辐射量测量的影响,如温度、湿度、大气压力等因素,并根据相应的修正公式,对测量结果进行环境修正。
3. 放射源修正:如果辐射量测量是针对某种放射源进行的,需要考虑放射源的特性和位置,以及辐射传输过程中的衰减和散射等因素,对测量结果进行放射源修正。
4. 数据处理和分析:对校正后的测量数据进行统计分析和质量控制,以评估测量结果的可靠性和准确度。
总之,辐射量校正是保证辐射测量准确性的重要步骤,通过校正可以消除误差和偏差,得到更准确的辐射量数据。
第1篇一、引言光谱分析是一种利用物质对光的吸收、发射、散射等特性来研究物质组成和结构的方法。
随着科学技术的不断发展,光谱分析在各个领域得到了广泛的应用,如化学、物理学、生物学、地质学等。
本报告旨在通过光谱分析实践,了解光谱分析的基本原理、方法及其在物质鉴定中的应用。
二、实验目的1. 熟悉光谱分析的基本原理和方法;2. 掌握光谱仪器的操作技能;3. 学会利用光谱分析鉴定物质。
三、实验原理光谱分析的基本原理是:当物质受到一定波长的光照射时,物质内部的电子会吸收能量,从低能级跃迁到高能级。
当电子从高能级回到低能级时,会释放出能量,以光的形式发射出来。
不同物质具有不同的电子能级结构,因此发射的光谱线也不同。
通过对比样品的光谱与标准物质的光谱,可以鉴定物质的组成和结构。
四、实验仪器与试剂1. 仪器:光谱仪、光谱工作站、样品室、光源、光栅等;2. 试剂:标准物质、待测物质、溶剂等。
五、实验步骤1. 样品制备:将待测物质和标准物质分别制成溶液;2. 仪器调试:开启光谱仪,调整光源、光栅等参数,使仪器达到最佳工作状态;3. 光谱采集:将样品溶液放入样品室,进行光谱采集;4. 数据处理:将采集到的光谱数据输入光谱工作站,进行数据处理和分析;5. 结果分析:将待测物质的光谱与标准物质的光谱进行对比,鉴定物质的组成和结构。
六、实验结果与分析1. 样品制备:将待测物质和标准物质分别溶解于溶剂中,制成溶液;2. 仪器调试:调整光源、光栅等参数,使仪器达到最佳工作状态;3. 光谱采集:将待测物质和标准物质的光谱分别采集,并输入光谱工作站;4. 数据处理:对采集到的光谱数据进行基线校正、平滑处理等;5. 结果分析:对比待测物质的光谱与标准物质的光谱,发现待测物质与标准物质具有相似的光谱线,从而鉴定出待测物质的组成和结构。
七、实验总结通过本次光谱分析实践,我们掌握了光谱分析的基本原理和方法,学会了光谱仪器的操作技能,并成功利用光谱分析鉴定了待测物质的组成和结构。
射度学与绝对辐射校准工位1.引言辐射度学是研究各种电磁辐射强弱的学科,是颜色科学、遥感等学科的基础。
辐射校准最终的目的是将所测量的物理量与国际标准单位中的物理量联系起来。
本实验将通过实际的辐射校准传递流程帮助学生理解辐射校准的意义、方法和流程,然后应用辐射校准的结果进行绝对辐射测量。
2.实验目的1、了解辐射校准的意义、方法和流程2、应用辐射校准的结果进行绝对辐射测量3.实验原理辐射度测量仪器的校准:在使用辐射度测量仪器时,数字仪器获得的原始数据往往是计数值,而模拟仪器获得的原始数据往往是电压,电流或者电阻。
当我们测量的辐射度量并非以电流、电压等作为单位时,这些数据是无意义的。
因此,辐射校准的最终目的,是通过一定的标准将所测量的物理量与使用的工程单位联系起来。
此外,辐射校准的另一个重要目的是估计测量数据的不确定度。
校准的传递流程:校准可以使测量环境不同的同一被测物理量单位统一、量值可靠。
而可靠的测量不可避免地与校准过程以及其中使用的标准有关。
标准往往是一个物体、仪器或是系统,它为所测量的物理量在某一单位下提供核对、参照。
在使用中,标准可以分为几种。
基准标准具有最高的测量质量,他可以通过人为规定、计算、或设计得到而无需通过其他测量。
例如,零度被定义为水的三相点。
基准标准也可以通过国际公认成为一个人为的标准,例如千克,是特定的储存在国际计量局的人造物质定义的。
而次级的标准则用于传播标准,它必须具有尽可能高的稳定性、可靠性和可重复性。
次级标准通过与基准标准对照校准获得。
再下一级的标准是工作标准,我们常用来校准平常使用的仪器。
通过不同标准之间进行校准,标准传递的过程形成了一条不间断的比较链。
需要注意的是,由于标准传递过程中存在不可避免的误差,标准系统距离基准越远,不确定度会随着不断累加而越大。
为了确保同一被测量结果的可比性、一致性,计量具有溯源性的特点。
溯源性是指通过一条具有规定的不确定度的连续比较链,使测量结果或测量标准的值,能够与规定的参考标准,通常是与国家测量标准(国家基准)或国标测量标准联系起来的特性。
而校准则是实施溯源性的重要方法和手段。
在我国,标准传递流程,就是国家计量检定系统表。
它表述了某一量从计量基准、计量标准至工作计量器具到被测的量,它们之间的关系和程序,规定了测量不确定度或最大允许误差及其测量方法,这就是计量溯源性的比较链。
以我国光谱辐射亮度、光谱辐射照度计量器具检定系统表为例,表中显示了光谱辐射亮度、光谱辐射照度计量器具的辐射校准流程。
图1 光谱辐射亮度、光谱辐射照度计量器具检定系统表从图中可以看出,在我国,不同的标准被分为三个级别:计量基准、计量标准、工作计量器具。
计量基准中又包括国家基准、副基准、工作基准三个等级。
ß上一级的标准可以校准下一级的标准。
随着标准向下传递,由于测量过程中不可避免的误差,下级标准的不确定度越来越大。
在所有标准中,国家基准具有最小的不确定度。
最低级标准为工作计量器具,即在工作中使用的探测器或标准灯, 包括工作用辐射计、工作用辐射源等等。
图中 U 表示测量的扩展不确定度,不确定度越小,测量时结果与被测量的真值越接近,质量越高。
不确定度越大,测量结果的质量越低。
k 表示测量不确定度时的包含因子。
当测量结果的分布已知时,可以通过概率分布表确定 k 值。
当无法判断被测量值的分布时,不能根据分布来确定包含因子 k ,此时假定 k=2 或 3,上图中假定 k=2。
校准时,光谱分为紫外、可见、近红外三个波段,各级标准对三个波段的不确定度要求各不相同。
校准的过程通过辐射亮度、照度比较装置完成,主要装置包括一组标准灯,参考灯以及光谱辐射计,校准使用的方法为替代法。
连续辐射的测量与光谱的测量:我们把系统对辐射波长为 λ 的单色光光谱透射比表示为T(λ,λc ),他取决于辐射波长 λ 和探测器的设定探测波长 λs 。
作为 λ 的函数,对某一固定点 λs 它在包含λs 的一个窄的波长范围Δλ 以外,其值为零。
而且除了原点 λs 的移动以外,T(λ, λc )函数的形状以及大小随 λs 的变化即使有也很小。
对波长为 λ0,能量为φ(λ0)的单色谱线,光谱辐射计响应为R(λ0,λc ) = φ(λ0)S(λ0)T(λ0,λc ) (1)这里S(h)是辐射探测器的光谱灵敏度。
事实上,光谱辐射计所做的各种测量 都是这种相对测量,其输出响应取决于S(h)与T(λ,λc )的乘积。
此外,可假定S(h)是一个平滑变化的函数,这样前面对T(λ,λc )所做的假定也可以完全适用于两者的乘积,为了简化方便起见,我们可以省去因子S(h),并理解为 S (λ)已被包含在T(λ,λc )之中了。
因此我们将上式简化为:R(λ0,λc ) = φ(λ0)T(λ0,λc )(2)其中,T(λ,λc )称为仪器函数。
当我们已知标准光源的光谱能量分布时,我们考虑用下述系统比较两个光源的连续辐射。
当光谱能量密度为φ (λ)和探测器的设定波长为 λs ,探测器的响应为:R (λc ) = ƒ φß(λ)T(λ,λc ) d h(3)ßß ßfi c因为已假定在整个 T 不为零的小波长间隔 Δλ 范围内,φß(λ)是平滑变化的 函数,所以我们可以按通常方式将φ (λ)展开为(λ — λc )的多项式,同时忽略高次方项,于是得到:R (λ ) = φ (λ ) ƒ T(λ,λ )dh + [d φfi (h)] ƒ (λ — λ )T(λ,λ ) dh (4)c ß c c dß c c 到目前为止,我们仅仅认为 λs 是仪器的设定波长,且它的定义一直没有明确。
如果把它定义为T(λ,λc )的矩中心所对应的波长,即: λ = ƒ hT(h ,h c )dß ƒ T(h ,h c )dß (5)这样上式右边第二个积分值就消去了,即:R (λc ) = φ (λc ) ƒ T(λ,λc ) dh (6)由此得出:如果用光谱辐射计比较测量两个连续光谱源,在 λ=λs 处的光谱密 度比就等于探测器响应之比,因为因子ƒ T(λ,λc )dh 对两个光源都是相同的。
[6]以上都是仅考虑了光谱辐射计在某一设定波长上的测量,现在让我们来考虑更符合实际的情况,即被测源在一个宽的波长范围内的光谱能量分布。
假设已经得到了一个理想的无噪声光源响应R (h S )和 R u (h S ),由此根据标准光源已知的光谱能量分布φ (λ),根据式(6)可得到: R (ßc ) R F (ßc ) 辐射校准与测量的具体方法:= $fi (ßc ) $F (ßc ) (7)ß 在本次实验中,利用已知光谱分布的标准灯作为基准对测量系统进行标定, 测量系统是由积分球、光纤和光谱仪组成的系统。
通过测量系统对标准灯做光谱分布测量,得到标准灯的相对光谱分布$u (h c ),而标准灯的实际光谱分布$ß(h c ) 是已知的,由式(7)可得出不同波长处响应系数的比值,由此可得到测量系统的补偿系数,对系统进行标定。
得到补偿系数文件后,即可用该补偿文件校准测量系统,对其他光源进行绝对测量。
根据 JJG 规定,标准灯在每次使用前用酒精棉球或航空汽油轻轻擦拭石英玻壳,避免用手触摸。
操作时应戴白细纱手套。
轻拿轻放,保持灯泡玻壳清洁。
标准灯点燃时,应缓慢地将灯电流升至工作电流。
测量结束后,将电流逐渐降至零,然后断开电路。
升降灯电流的时间不应小于 5 min 。
标准灯的预热时间 应不小于 20 min 。
测量完毕,关闭电源后,待灯泡玻壳冷却后方可将灯取下。
4. 实验仪器直流稳压电源、光纤光谱仪、标准灯5. 实验步骤一、利用标准光源对测量系统标定1、 按照实验装配图安装辐射定标系统,点亮钨灯预热 10min 。
图 2 辐射定标系统2、 根据标准钨灯的出厂数据说明书,用设定的电流值驱动标准灯。
3、 打开“SpectraSuite ”软件,点击“文件”→“新建”→“新建绝对辐射测量”→“当前扫描”→“新建补偿参数”,出现下图:根据标准钨灯的出厂数据说明书,设置积分时间和平均次数。
点击“Next”。
出现下图:点击界面中的灯泡,保存明光谱,再点击“Next”。
出现下图:此时要遮挡钨灯光源,点击界面中的灯泡,保存暗光谱。
点击“Next”。
在“Lamp File”处点击“浏览”,读入给定的灯文件。
出现下图:点击“Next”,出现下图:选择“正在使用积分球”。
点击“保存到文件”,把补偿文件保存到任意位置下。
(该补偿文件即为光谱仪、光纤和积分球组成的测量系统的补偿系数文件,可用于绝对测量)点击“Finish”,出现下图:图中曲线即为辐射定标后的钨灯光谱。
点击“图表A”可查看未定标的原始光谱,如下图:可见,辐射定标后的钨灯光谱与实际的钨灯光谱相符。
(钨灯的绝对辐射光谱峰值波长在 1000nm 左右,在 1000nm 之前,曲线应该是上升的。
)而原始光谱峰值波长在 650nm 左右。
二、用标定后的测量系统对其他光源进行绝对测量4、按照下图搭建光路。
5、打开“SpectraSuite”软件,点击“文件”→“新建”→“新建绝对辐射测量”→“当前扫描”→“从文件获得绝对补偿”→文件类型选择“OOIIrrad补偿文件”→读入步骤 3 中保存的补偿文件,如下图:点击“Next”,选择“使用积分球”,点击“Next”,(注意此时光源尚未开启)点击界面中的灯泡,保存暗光谱。
如下图点击“Finish”。
6、对不同颜色的 LED 进行测量,对比原始光谱与绝对辐射定标后光谱的区别,并分析其原因。
7、选做:保存 LED 的绝对辐射光谱为 txt 文件,编程计算出任意波长范围内的功率值三、实验结果。