单色仪的使用

实验名称：单色仪的使用实验目的：1）了解单色仪的结构原理，学会使用平面光栅单色仪。

2）测定平面光栅单色仪的分辨能力。

实验仪器：平面光栅单色仪、汞灯、钨灯、聚光镜、测光仪、光电倍增仪、干涉滤光片等实验原理：1：平面光栅单色仪的结构原理：平面光栅单色仪的光学系统如图所示：光学系统主要由以下三部分组成：1：入射准直部分由入射缝S1和抛物凹面镜M1组成，用以产生适于光栅衍射的平行光束。

2：色散系统平面光栅G构成色散系统，达到分光以产生各种波长单色光的要求3：出射聚焦系统由抛物凹面反射镜M1、平面反射镜M2和狭缝S2组成。

由光栅色散系统产生的单色光经由M1和M2反射作用后会聚至出射狭缝S2，产生窄光束的单色光。

显示屏上所显示的值与出射光呈（在可见光范围内）一一对应的关系。

单色仪主机电路主要是步进电动机信号发生器电路，用来控制步进电动机的转以驱动自动扫描机构运行，分为本机控制和计算机控制两种方式。

2：光电倍增管及测光仪光电倍增管是把微弱的输入光转换为电子，并使电子数获得倍增的电真空器件；光电倍增管的阳极电流在一定范围内与入射光功率成线性关系，光电倍增管工作时所需要的高压可调范围为0~1000V，由测光仪前面板的“高压调节”旋钮来控制，测光仪的光强显示数值有一定的限制，即光强显示值不能大于2000。

3：滤光片滤光片对不同波长的光的透射能力不一样。

当波长为λ、光强I0(λ)的单色光垂直入射在滤光片上时，透过滤光片的光强若为I T(λ),我们定义其光谱透射率为：T(λ)=I T(λ)I0(λ)经单色仪后而出射的单色光由光电倍增管接收并转化成电流，相应的光强值由测光仪显示，且有公式：T(λ)=I T(λ)I0(λ)=i T(λ)i0(λ)若测得不同波长的光电流i0(λ)和加滤光片后相应的光电流i T(λ),则可计算出光谱透射率T(λ)；在透射率曲线中，中心波长λ0，通带半宽度Δλ以及峰值透射率T0是滤光片的三个特征量。

型光栅单色仪安全操作及保养规程一、前言型光栅单色仪作为一种常用的精密光学仪器，在分析研究中起着关键作用。

为了确保其长期稳定的工作和安全使用，需要遵守以下的操作规程和保养维护规程。

二、操作规程1. 使用前准备工作在使用型光栅单色仪之前，需要进行以下准备工作：1.系统电源检查：检查仪器电源是否正常稳定；2.系统检测：各电器元件、光路管路是否安装牢固，各导光缆、水晶片是否干净；3.操作环境检查：确保操作环境整洁、无异常杂物及辐射光源；4.人员准备：操作人员应该熟悉仪器的使用方法、工作原理和安全注意事项，并应穿戴合适的个人防护用具。

2. 操作流程1.打开系统电源开关，让型光栅单色仪系统进入工作状态；2.打开软件系统，确保系统正常运行；3.在菜单栏选择对应功能，在采集界面设置参数和样品信息；4.调整样品摆放位置，在样品台上放置待检测的样品；5.采集数据：在仪器确定好初始位置后，开始采集数据，记录数据；6.关闭型光栅单色仪系统电源开关。

3. 安全注意事项1.严禁在操作过程中触碰光路管路或者在光路前同时使用不同人员；2.禁止在低温环境下长时间操作，应适当升温后再进行操作；3.周期性检查并清理尘垢、雾气和污染物；4.建议在操作前先进行简单的维护保养。

三、保养规程1. 保养周期类型光栅单色仪的光路管路和器件表面都非常精细，因此保养周期与使用频率有关，建议经常进行检查和清理。

在正常情况下，应该每年至少做一次维护。

2. 保养内容1.检查光路管路是否清洁无尘；2.若有细小灰尘和杂物，可使用温和的洗涤液和纯水慢慢清洗，严禁撕拉或用硬物擦拭；3.所有光学器件表面应用专业仪器进行保养；4.定期检查器件及时更换有问题的部件。

四、总结型光栅单色仪在精密分析应用中发挥着十分重要的作用。

本文介绍了型光栅单色仪的安全操作规程和保养维护规程，以确保其长期的稳定工作和减少故障和事故的可能性。

所有操作人员依照本文规程操作，可有效提高型光栅单色仪使用的安全性，实现更高质量、更高效率的工作。

实验十四 单色仪的应用单色仪是将光源发出的复色光用色散元件把它分解为单色光的仪器，这种仪器可用于各种光谱特性的研究：如测量介质的光谱透射率曲线，光源光谱的光强分布、光电探测元件的光谱响应等等。

在实验室中常用到的单色仪基本有二类，一类是透射式单色仪，如图1所示，这种单色仪的入射光和出射光恒成90°夹角。

成像系统由透镜组成，常用于可见光范围，它的优点是聚光本领强；另一类是反射式单色仪，如图2所示，这种单色仪入射光与出射光夹角为 122，成像系统由反射镜组成，它的优点是使用范围大，只要置换不同的棱镜，使用范围可以从紫外光一直到红外光，本实验所用的正是此类单色仪。

【实验目的】1． 了解单色仪的结构和原理，学会正确使用的方法。

2． 以高压汞灯的主要谱线为基准，对单色仪在可见光区域进行定标。

3． 测定汞灯谱线的光强分布。

【实验原理】反射式棱镜单色仪外形为一圆盘（如图2）它主要有三部分组成：①入射缝1S 和凹面镜1M ，组成了入射系统，以产生平行光；②平面镜2M 和棱镜P 组成色散系统； ③凹面镜3M 和出射缝2S 组成聚光出射系统 ，它将棱镜分出的单色平行光由3M 汇聚在出射缝2S 上。

图中平面镜2M 和棱镜P 所放的位置，对以最小偏向角通过棱镜的平行光束而言，可使入射到2M 的光束与从棱镜出射的光束平行。

这样，以最小偏向角通过棱镜某波长的光，经3M 反射后恰恰成像在出射缝处。

因此，只要1S 和1M 保持不变的情况下，当棱镜P 和反射镜2M 同步转动时，对应于最小偏向角的光的波长也跟着改变，出射缝2S 就有不同波长的单色光射出。

由于光束以最小偏向角通过棱镜，所以光缝单色像的像差最小。

出射的光束单色性好。

而棱镜P 和平面镜2M 的转动机构与仪器下部的转动轴杆鼓轮相连，鼓轮上刻有均匀的分度线，因而出射波长 与鼓轮读数R 相对应。

单色仪出厂时有对应（定标）曲线的数据。

但经过一段时间使用后，定标会有所漂移。

实验33 光栅单色仪的使用光栅单色仪是用光栅衍射的方法获得单色光的仪器，它可以把紫外、可见及红外三个光谱区的复合光分解为单色光，如配备电子束激发器、X射线激发器、光子激发器和高频等离子、辉光放电等稳定光源；可以进行光谱化学分析，如原子吸收光谱、萤光光谱、拉曼光谱、激光光谱的定性及定量分析。

同时还可以测定接收元件的灵敏特性、滤光片吸收特性、光源的能谱分析、光栅的集光效率等。

【预习提要】（1）复习光栅衍射的有关原理。

（2）了解WDP500-2A型平面光栅单色仪的结构和使用方法。

（3）光电转换有哪些方式?【实验要求】（1）学习光栅单色仪的原理。

（2）了解如何获得校正曲线。

（3）了解光电式传感器的工作原理。

【实验目的】（1）用光栅单色仪测波长。

（2）学会光栅单色仪的定标方法。

【实验器材】WDP500-2A型平面光栅单色仪，高压汞灯或低压汞灯，凸透镜，移测显微镜，光探测器，光电流（压）放大器。

【实验原理】（一）光栅单色仪工作原理1．光学系统如图4-33-l所示，光源或照明系统发出的光束均匀地照亮在入射狭缝S1上。

S1位于离轴抛物镜M1的焦平面上。

光经过M1平行照射到光栅G上，经过光栅衍射回到M1，再经反光镜M2会聚到出射狭缝S2上。

由于光栅的分光作用，从出射狭缝出来的光线为单色光。

当光栅转动时，从出射狭缝将依次出现由短波长到长波长的单色光。

·286·2．光栅单色仪的结构WDP500-2A型平面光栅单色仪的结构如图4-33-2所示。

光栅单色仪内光栅角度的改变是由扫描手轮来完成的。

扫描分手动扫描和自动扫描两种。

当需要用手动扫描时，将手轮向里推，然后转动手轮寻找到需要的波长；当需要自动图4-33-1 光学系统图S1—入射狭缝；S2—出射狭缝；M1—离轴抛物镜；G1—光栅；M2—反光镜；M3—滤光片图4-33-2 仪器结构图1—入射狭缝；2—出射狭缝；3—出射狭缝前后调节螺钉；4—波长显示器；5—手动扫描手轮；6—仪器铭牌；7—扫描速度旋钮；8—扫描方向开关；9—扫描启停开关；10—电源指示灯；11—报警灯；12—电源开关；13—本机/计算机转换开关；14—前置系统扫描时，将手轮向外拉出，将“本机／计算机”转换开关置“本机”位，将“扫描启停”开关扳至“启”位，自动扫描即开始工作。

光谱仪单色仪安全操作及保养规程简介光谱仪单色仪是一种用于测量光谱的仪器。

在操作和维护光谱仪单色仪时，必须完全理解如何使用该设备以及如何保养它以确保准确、安全的操作和测试结果。

本文将介绍光谱仪单色仪的操作规程和注意事项，包括常见操作错误、常见故障以及保养维护方法。

操作规程光谱仪单色仪的接线1.接好电源和地线。

注意：电压波动不得超过正负10%。

2.将检测仪上的信号线通过放大器传递到示波器或记录仪中。

3.请务必检查所有电缆的连接，确保它们拧紧并牢固。

光谱仪单色仪的预热1.在打开光谱仪单色仪之前，应预热具有较高标称比功率的灯光源，通常为5-10分钟。

2.必须缓慢预热单色仪，以允许仪器内的所有部件适应温度变化。

3.在预热过程中，禁止任何操作。

即使想观察，最好也避免去看灯光源。

光谱仪单色仪的样品制备1.样品制备时，必须严格按照实验室要求和实验室规定进行，按照实验要求严格进行样品的制备流程。

2.样品制备好了后，必须先用通气器将空气通入样品室，防止产生气泡影响测试结果。

光谱仪单色仪的校准1.在任何测试之前，必须校准光谱仪单色仪。

校准可以使用空气或其他常见标准做参照标准。

2.每次校准都需要更新仪器数据，并确保数据与仪器的标准值相符。

光谱仪单色仪的使用1.在测量前，必须设置单色仪的波长，并将波长设置为所需的精度。

2.如果需要，可以使用狭缝来限制波长的范围。

3.确保样品与灯光源之间的距离恒定以获得准确的读数。

光谱仪单色仪的关闭1.将单色仪中的灯光源切断。

2.将检测仪和放大器上的所有控制器调节到零。

常见操作错误以下是光谱仪单色仪常见的操作错误：1.未校准仪器：未校准仪器会导致不准确的读数。

2.未正确设置并固定波长：未正确设置并固定波长会导致不准确的测量结果。

3.未正确处理样品：未正确处理样品会导致不准确的测量结果和污染设备。

4.未预热灯光源：未预热灯光源会导致不准确的读数和设备损坏。

5.操作灯光源时，未使用手套或者未戴面罩：这也是一种危险的行为，可能会导致身体受伤。

单色仪的调节和使用院系：07023 姓名：王曦泽学号：PB07210077实验目的：了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法，通过测量钨灯、钠灯和汞灯的光谱了解单色仪的特点。

实验原理：一、光栅单色仪的结构和原理图1 光栅单色仪的分光系统光栅单色仪的分光系统如图1所示，光源或照明系统发出的光束均匀地照亮在入射狭缝S1上，S1位于离轴抛物镜M1的焦平面上，光通过M1变成平行光照射到光栅上，再经过光栅衍射返回到M1，经过M2会聚到出射狭缝S2，由于光栅的分光作用，从S2出射的光为单色光。

当光栅转动时，从S2出射的光由短波到长波依次出现。

当入射光与光栅面的法线N 的方向的夹角为φ（见图2）时，光栅的闪耀角为θb （光栅面和光栅刻槽面的夹角，因此也是刻槽面法线和光栅面法线N 和n 之间的夹角）。

取一级衍射项时，对于入射角为φ，而衍射角为θ时，光栅方程式为：d(sin φ＋sin θ)= λ因此当光栅位于某一个角度时（φ、θ一定），波长λ与d 成正比，角度的符号规定由法线方向向光线方向旋转顺时针为正，逆时针为负。

几何光学的方向为闪耀方向，所以可以算出不同入射角时的闪耀波长，由于几何光学方向为入射角等于反射角的方向，即，)(b b θθθφ---=-，所以有，φθθ-=b 2，光栅方程式改为，λφθφ=-+))2sin((sin b d本次实验所用光栅，为每毫米1200条刻痕，一级光谱范围为380nm —1000nm, 刻划尺寸为64⨯64mm 2。

当光栅面与入射平行光垂直时，闪耀波长为570nm 。

由于此时入射角φ＝0，求得 58.21=b θ，再代入光栅方程式可以求得当入射角改变时实现不同波长光的闪耀，如 30,10,5=φ时，λ＝587nm ，600.5nm ，606.3 nm 。

3 狭缝是单色仪的关键部件，它的宽度范围是0—3mm ，每格为0.005mm仪器不工作时狭缝开启宽度应放在最小的位置。

在调节狭缝宽度时切记不要用力过猛和过快，要仔细缓慢的调到所要求的值。

⼤学物理实验课件实验4.12单⾊仪的使⽤实验4.12 单⾊仪的使⽤物理系：张师平北京科技⼤学物理系张师平引⾔单⾊仪是⼀种常⽤的分光仪器，适⽤于单⾊光的产⽣、光谱分析和光谱特性测量等⽅⾯。

单⾊仪有多种，从不同的⾓度对它有不同的分类，如按物镜的形式可以分为透射式单⾊仪和反射式单⾊仪，按⾊散元件来分可以分为棱镜单⾊仪和光栅单⾊仪。

本实验中所使⽤的单⾊仪为光栅单⾊仪。

北京科技⼤学物理系张师平实验⽬的1.了解单⾊仪的结构原理，学会使⽤光栅单⾊仪。

2.测定光栅单⾊仪的分辨能⼒。

3.利⽤单⾊仪测定⼲涉滤光⽚的光谱透射率曲线。

北京科技⼤学物理系张师平平⾯光栅单⾊仪、汞灯、钨灯、（聚光镜）、光电倍增管、⼲涉滤光⽚等测光仪钨灯汞灯聚光镜主机北京科技⼤学物理系张师平光电倍增管是把微弱的输⼊光转换成电⼦，并使电⼦数获得倍增的电真空器件。

当光信号发⽣变化时，阴极发射出的光电⼦数发⽣相应的变化，由于各个倍增极因⼦基本保持常数，所以阳极电流会随光信号的变化⽽变化。

北京科技⼤学物理系张师平光谱单原⼦⽓体或⾦属蒸⽓所发的光波均有线状光谱，故线状光谱⼜称原⼦光谱。

当原⼦能量从较⾼能级向较低能级跃迁时，就辐射出波长单⼀的光波。

?严格说来这种波长单⼀的单⾊光是不存在的，由于能级本⾝有⼀定宽度（⾃然展宽）和多普勒效应等原因，原⼦所辐射的光谱线总会有⼀定宽度。

北京科技⼤学物理系张师平汞灯光谱北京科技⼤学物理系张师平北京科技⼤学物理系张师平北京科技⼤学物理系张师平北京科技⼤学物理系张师平滤光⽚光学滤光⽚－－改变⼊射光的光谱强度分布或能改变⼊射的电磁波偏振状态的⼀种器件。

光谱强度分布的改变，就波长⽽⾔，可以是选择性的或是⾮选择性的。

北京科技⼤学物理系张师平根据滤光⽚的光谱特性分类，⼀般可分为：中性滤光⽚——对光谱的吸收、反射没有选择性；?渐变介质型滤光⽚——随波长逐渐变化；陡削截⽌型滤光⽚——吸收、反射掉光谱的某⼀端，其余⼏乎全部透过；带通滤光⽚——只让⼀定的波段通过。

罗兰圆单色仪安全操作及保养规程前言罗兰圆单色仪是一种常用于化学、生物、光学等领域的实验室仪器。

在使用过程中，为了确保实验室工作的安全性与准确性，有必要掌握该仪器的安全操作及保养规程。

本文将对罗兰圆单色仪的安全操作与保养进行详细讲解。

安全操作1.实验前准备在进行实验前，需要对罗兰圆单色仪进行以下检查：•是否符合用户所需的工作要求•仪器表面是否有污垢或损坏•测量基板是否完好，未破裂或变形如果发现异常情况，则需要先清洁或更换所需部件。

2.仪器操作在使用罗兰圆单色仪时，需要注意以下安全操作：1.请确保仪器上的所有附件都安装正确2.避免仪器受到撞击或振动3.避免对仪器造成过度的温度或湿度影响3.应急情况如果在使用罗兰圆单色仪时发现潜在的危险或紧急情况，建议按照以下步骤进行操作：1.立即停止实验并断开电源2.将有关人员移动到安全区域3.在必要的情况下，必须通知其他用户立即停止实验4.在必要的情况下，必须通知紧急服务部门 (如急救、消防等)保养规程罗兰圆单色仪的保养可以有效地延长其使用寿命并确保实验结果的准确性和可靠性。

1.仪器清洁对仪器的清洁和保养是非常重要的。

在对罗兰圆单色仪进行清洁时，请遵循以下步骤：1.断开电源和其他连接器2.用软布或棉布擦拭仪器的外部和内部表面3.避免使用化学溶剂或刺激性清洁剂4.确保仪器的内部部件干燥2.测量基板的保养测量基板是罗兰圆单色仪的重要部件，必须经常进行保养以确保测量的准确性。

针对测量基板的保养需求，可以注意以下几点：1.直接接触基板表面的情况必须避免受到强烈撞击2.保持基板表面干燥和清洁3.避免把有害化学物质直接接触到基板表面4.所有使用基板的操作都必须符合制造商的说明书要求3.仪器贮存当罗兰圆单色仪长时间不使用时，必须保证保养措施和适当的贮存，以确保它在下一次使用时的良好表现。

在对罗兰圆单色仪进行贮存时，请注意以下几点：1.将仪器存放在干燥、通风的地方2.处于未使用的状态3.传感器必须存储在盖子内部，并检查表面是否有破损4.根据制造商的要求，必须执行适当的保养程序总结通过对罗兰圆单色仪的安全操作、保养规程进行详细讲解，相信能使广大用户能够更好地掌握对仪器的操作技巧和维护方法，从而确保实验室工作的安全性和准确性。

光栅单色仪安全操作及保养规程光栅单色仪（Grating Monochromator）是一种用于测量光谱的仪器。

广泛应用于各种实验室和工业生产领域。

在使用过程中，正确的操作流程和维护保养是至关重要的。

本文将介绍光栅单色仪的安全操作和保养规程，以确保精度和可靠性。

安全操作规程1. 穿戴安全装备在使用光栅单色仪之前，应穿戴适当的安全装备，例如实验室服、防护眼镜和手套等。

确保完全保护头、眼睛和手等容易受到危害的部位。

特别注意，在任何时候，不要使用手指触摸接触任何形式的光源，以免受到光线的伤害。

2. 正确放置光栅单色仪在使用光栅单色仪之前，需要将设备放置在放置平稳的表面上。

仔细检查设备的脚垫是否完好，确保稳固。

特别注意，在使用过程中，不要将光栅单色仪放置在热源和电磁源附近，以免影响测量精度。

3. 避免超负荷操作在使用光栅单色仪时，需要避免出现过量的试样和光源。

必须确保在设备允许的负荷范围内操作，以避免发生意外和损坏设备。

特别是在加入试样时，要按照仪器说明书中的操作步骤进行。

4. 正确操作参数设置在使用光栅单色仪时，需要设置正确的操作参数，例如光源强度、次数、波长范围和步进等。

必须请参考仪器操作指南设置正确的参数，确保性能、准确性和可重现性。

特别注意：不要瞬间调整参数设置，以免影响仪器和被测试物质的性能。

5. 风险评估在进行任何实验时，应评估具体操作所涉及的风险。

对于可能涉及的生命和健康危险，必须采取适当的预防措施。

特别注意：在进行有毒和放射性物质的检测时，一定要采取特殊的保护措施，以确保实验安全。

保养规程1. 清洁光栅单色仪在使用光栅单色仪之前，请仔细检查设备的外观及内部是否干净无尘。

检查仪器表面有没有损伤，以及是否有油污等污渍。

定期将设备内部和外部进行清洁，以确保高质量、可靠的测试数据。

特别注意：不要在正在运行的设备上擦拭或清洁，必须在设备停用后进行清洁。

2. 定期维护光栅单色仪在使用光栅单色仪过程中，需要定期检查设备的性能和功能，确保设备保持一致的性能和精度。

单色仪的调整和使用实验目的：了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法，通过测量钨灯、钠灯和汞灯的光谱了解单色仪的特点。

实验原理：一、 光栅单色仪的结构和原理如图1 所示，光栅单色仪由三部分组成：1、光源和照明系统，2、分光系统，3、接受系统。

单色仪的光源有：火焰（燃烧气体：乙炔、甲烷、氢气）、 电火花、电弧（电火花发生器）、激光、高低压气体灯（钠灯、汞灯等）、星体、太阳等。

光栅单色仪的分光系统如图2所示，光源或照明系统发出的光束均匀地照亮在入射狭缝S1上，S1位于离轴抛物镜M1的焦平面上，光通过M1变成平行光照射到光栅上，再经过光栅衍射返回到M1，经过M2会聚到出射狭缝S2，由于光栅的分光作用，从S2出射的光为单色光。

图1 单色仪的组成透镜接收系统S1当光栅转动时，从S2出射的光由短波到长波依次出现。

图2 所示为李特洛式系统，这种系统结构简单、尺寸小、象差小、分辨率高，更换光栅方便。

分光系统中的光栅是闪耀光栅，以磨光的金属板或镀上金属膜的玻璃板为坯子，用劈形钻石尖刀在其上面刻画出一系列锯齿状的槽面形成光栅，由于光栅的机械加工要求很高，所以一般使用的光栅是该光栅复制的光栅，它可以将单缝衍射因子的中央主极大移至多缝干涉因子的较高级位置上去。

因为多缝干涉因子的高级项（零级无色散）是有色散的，而单缝衍射因子的中央主极大即几何光学的方向集中了光的大部分能量，这个方向就是闪耀光栅的闪耀方向，使用闪耀光栅可以大大提高光栅的衍射效率，从而提高了测量的信噪比。

二：单色仪外观图N入射光φ θbd衍射光-θ 图3 闪耀光栅的工作原理n-θb 图 4 单色仪外观图（1）入射狭缝 （2）出射狭缝 （3）出射狭缝前后调节螺钉 （4）波长显示器 （5）手动扫描旋钮 （6）仪器铭牌 （7）扫描速度旋钮 （8）扫描方向开关 （9）扫描启停开关 （10）电源指示灯 （11）报警灯 （12）电源开关 （13）本机/计算机转换开关 （14）前透镜 （15）钨灯 （16）导轨 （17）光电倍增管 （18）测光仪后面板 （19）测光仪前面板 （20）光电头电缆 （21）钨灯电缆 （22）计算机电缆理论值的计算:焦距f=500mm.光栅的面积64⨯64mm 2 光栅的宽度D=64mm ，光栅的刻划密度为1200线/mm1、 最佳狭缝宽度 由于汞灯是原子发光，所以它的光谱为间断的，理论可知它会出现两个波峰风别为576.96nm 和579.06nm 所以可得它的最佳狭缝宽度为D fW a o n λ86.0===0.86×500 ×579.06/64 nm=3.891μm D fW a o n λ86.0===0.86×500 ×576.96/64 nm=3.876μm 2、理论分辨本领Rm 为干涉级次，这里m=1，N 为光栅的总线条数。

光栅单色仪的调整和使用PB07210200 刘炜清 第86组04号实验原理：一.光栅单色仪的结构和原理如下图所示，光栅单色仪由三部分组成：1、 光源和照明系统，2、分光系统，3、接受系统。

单色仪的光源有：火焰、 电 火花、激光、高低压气体灯（钠灯、汞灯等）、星体、太阳等。

如下图所示，当入射光与光栅面的法线N 的方向的夹角为φ（见图）时，光栅的闪耀角为θ。

取一级衍射项 时，对于入射角为φ，而衍射角为θ时，光栅方程式为：d(sin φ＋sin θ)= λ因此当φ、θ一定时，波长λ与d 成正比。

几何光学的方向为闪耀方向，则可以算出不同入射角时的闪耀波 长，由于几何光学方向为入射角等于反射角的方向，即)(b b θθθφ---=-，所以有φθθ-=b 2，光栅方程式改为：λφθφ=-+))2sin((sin b d 单色仪中等效会聚透镜的焦距f=500mm 光栅的面积64⨯64mm2 光栅的刻划密度为1200线/mm 二、狭缝宽度缝宽过大时实际分辨率下降，缝宽过小时出射狭缝上得到光强太小。

最佳狭缝宽度为：Dfa n λ=86.0。

其中f 为抛物镜的焦距，D 是由光栅和抛物镜的口径限制的光束的直径，实验中f ＝500mm ，D=64mm 。

根据光学的理论知识可知，光栅的特性主要有：谱线的半角宽度、角色散率和光谱分辨本领。

根据光学的 理论知识可以知道，光栅的特性主要有：谱线的半角宽度、角色散率和光谱分辨本领。

理论上它们分别为：式中N 为光栅的总线数，在本实验中N 为64⨯1200=76800，m 为所用的光的衍射级次，本实验中m=1。

实验中由于光学系统的象差和调整误差，杂散光和噪声的影响，加上光源的谱线由于各种效应而发生增宽， 所以实际的谱线半角宽度远远大于理论值，因此光谱仪的实际分辨本领远远小于76800。

实验内容及数据分析：1.测钨灯的光强分布曲线θλθcos Nd d = θλθθcos d m d d D == mN d R ==λλ（I为不加滤光片时的光强，I’为加滤光片时的光强）用软件分别对有无滤光片时的情况作图，得：图一：钨灯、无滤光片图二：钨灯、有滤光片2.测LED灯的光强分布曲线λ(nm) I（cd）λ(nm)I（cd）λ(nm) I（cd）λ(nm)I（cd）405 15 445 292 485 326 525 25 410 15 450 485 490 241 530 21 415 16 455 683 495 150 535 19 420 21 460 851 500 101 540 17 425 28 465 907 505 75 545 17（I为不加滤光片时的光强）用软件分别对有无滤光片时的情况作图，得：图三：LED 灯、无滤光片3.汞的波峰和分辨率的测量 由计算机软件控制测量，得：波峰 位置（nm ） 分辨律（nm ）2579.30240.1925由λλd R =得分辨本领为：=1R 2659.72， =2R 2669.72误差分析：实验所得分辨本领与理论值相差甚远，原因主要有如下几点： 1．实验室有其它微弱自然光干扰。

光栅单色仪光栅单色安全操作及保养规程一、前言光栅单色仪是利用衍射原理制作的具有分辨能力的光谱仪器。

其工作原理是将复杂的光电信号分离成单一的波长，并进行测量和分析。

本文旨在介绍光栅单色仪的安全操作规程和保养规程，以确保仪器的正常运行和使用寿命。

二、安全操作规程1. 使用前的准备工作使用光栅单色仪前，需要进行以下准备工作：•核对仪器的电压要求和天然气的流量要求，并保持稳定。

•确认仪器的显示器、输入信号和输出信号线均已连接稳定。

•检查样品是否符合测试要求。

2. 使用过程中的注意事项在操作光栅单色仪时，需要注意以下事项：•仪器上电后需要预热一段时间，确保其稳定性。

•在连接样品前，需要清洁光路，避免污染。

•进行样品测试时，需要根据样品的特性调整光路和检测器参数，并进行校准。

•不要猛拉或者震动光栅单色仪，以免破坏其内部结构。

•不要将样品放置在仪器上过久，以免影响样品的质量和稳定性。

•仪器使用完毕后，需要按照规定关闭电源、关闭天然气和断开信号线。

3. 使用过程中的安全措施为了保障使用者的安全，需要做好以下安全措施：•勿将有液体样品或试剂品进入仪器中。

•不得在光栅单色仪外侧涂抹或喷洒其他化学产品或去底剂等。

•在使用天然气的过程中，确保天然气的气压不高于1.2 Bar。

•确保使用天然气环境无火源，保持通风。

•避免与仪器的导电连接线、电源线接触，以免受到电击伤害。

三、保养规程1. 日常保养光栅单色仪的日常保养措施如下：•定期清洁光源，仪器测量原理是靠光线，光源需要保持干净。

•定期清洁样品室，定期更换室内的过滤纸。

•定期检查仪器零部件是否松动，必要的时候进行拧紧。

2. 长期保养长期保养光栅单色仪需要注意以下事项：•定期更换光学元件，例如：光栅、反射镜等，保证其精度和清晰度。

•定期进行维护和调整，例如：定期检查光栅单色仪的精度和灵敏度等。

•避免光栅单色仪进水，避免其远离水源等。

四、总结光栅单色仪是一种精密仪器，使用它需要注意安全规程，做好日常保养。

单⾊仪的调节与定标⼀．实验题⽬：单⾊仪的调节与定标⼆．实验⽬的：1.掌握棱镜单⾊仪的构造原理和使⽤⽅法2．掌握调节光路准直的基本⽅法和技巧3.以汞灯的主要谱线为基准，对单⾊仪在可见光区域进⾏定标三．实验仪器：反射式棱镜单⾊仪，低压汞灯（带镇流器），读数照明反射镜，读数照明⼩电珠（带变压器），聚光透镜（带底座），读数显微镜（带⽀架），长曲线绘图设备四．实验原理：单⾊仪是⼀种分光仪器，它通过⾊散元件的分光作⽤，能输出⼀系列独⽴的、光谱区间⾜够狭窄的单⾊光，且所输出的单⾊光的波长可根据需要调节．主要有三部分组成：由⼊射缝S1和凹⾯镜M1组成⼊射准直系统，以产⽣平⾏光束；由玻璃棱镜 P组成⾊散系统，在它的旁边还附⼀块平⾯反射镜M，由凹⾯镜M2和出射缝S2组成出射聚光系统，将棱镜分出的单⾊平⾏光汇聚在出射缝上。

随着棱镜台绕O轴转动，以最⼩偏向⾓通过棱镜的光束的波长也跟着改变，当最⼩偏向⾓由⼩变⼤时，从S2输出的单⾊光的波长将依次由长变短．单⾊仪能输出不同波长的单⾊光，是依赖于棱镜台的转动才得以实现的．棱镜台的位置是由⿎轮刻度标志的，⽽⿎轮刻度的每⼀数值都是和⼀定波长的单⾊光输出相对应．因此，必须制作单⾊仪的⿎轮读数和对应光波波长的关系曲线——定标曲线（⼜称⾊散曲线），⼀旦⿎轮读数确定，便可从定标曲线上查知输出单⾊光的中⼼波长．单⾊仪定标曲线的定标是借助于波长已知线光谱光源来进⾏的．本实验⽤汞灯来做为已知线光谱的光源，在可见光区域（400 nm 760nm）进⾏定标．五．实验步骤：1. 汞灯光源与⼊射狭缝S1之间放⼀会聚透镜L1．调节光源与透镜的位置、⾼低和左右，使光源成像在S1上．2. 出射狭缝S2处直接⽤眼观察出射光，并转动⿎轮，可看到红、黄、蓝、紫⾊光依次通过．调节光源的⾼低、左右，使出射光位于S2的中央．3. 置显微镜于出射狭缝S2处，调节显微镜的⾼低、左右和前后位置，对出射狭缝S2聚焦，先清楚地看到出射狭缝S2，然后转动⿎轮再细调到出现细锐的光谱线，调显微镜中⼗字叉丝的竖丝位于S2缝中⼼．4.在正式测定校准曲线前，应先定性地观察全过程，以便认准谱线，即转动⿎轮，从红光到紫光再从紫光到红光，观察汞灯所有的谱线，认准谱线，然后再定量测量．5.测定校准曲线，以显微镜的竖丝为标准，缓慢转动⿎轮，使汞灯的各条谱线依次通过，记下⿎轮的读数R与其对应的波长λ．在坐标纸上作出单⾊仪的R－λ曲线．检验⽅法：1.光路调整⽤⽔平仪调整单⾊仪⽔平。

4 实验报告04级11系 姓名：付艳艳 学号：PB04210268 日期：06.03.10实验题目：光栅单色仪的调整和使用实验目的：了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法，通过测量钨灯、钠灯和汞灯的光谱了解单色仪的特点。

+测蓝色滤波片的透过率实验原理：光栅单色仪是用光栅衍射的方法获得单色光的仪器，它可以从发出复合光的光源（即不同波长的混合光的光源）中得到单色光，通过光栅一定的偏转的角度得到某个波长的光，并可以测定它的数值和强度。

光源或照明系统发出的光束均匀地照亮在入射狭缝S1上，S1位于离轴抛物镜M1的焦平面上，光通过M1变成平行光照射到光栅上，再经过光栅衍射返回到M1，经过M2会聚到出射狭缝S2，由于光栅的分光作用，从S2出射的光为单色光。

当光栅转动时，从S2出射的光由短波到长波依次出现。

取一级衍射项时，对于入射角为φ，而衍射角为θ时，光栅方程式为：d(sin φ＋sin θ)= λ由于几何光学方向为入射角等于反射角的方向，即，()b b f q q q -=---，所以有2b q q f =-，光栅方程式改为， (sin sin(2))b d f q f l +-= 谱线的半角宽度、角色散率和光谱分辨本领。

理论上它们分别为：最佳狭缝宽度的计算： 0.86n fa Dl =， D 为光栅的宽度， f 为等效会聚透镜的焦距。

l ---\=?=创?=创?391920.8650010/0.8645010500/640.0030.8660010500/640.004x x x a D a mm a mm√θλθcos Nd d =θλθcos Nd d =θλθcos Nd d =所以最佳狭缝宽度大约为0.003---0.004mm.实验器材：光栅单色仪，钨灯、汞灯,计算机实验数据及数据处理汞灯的两条光谱线数据：位置：577.6600 nm 579.8600nm 分辨率：0.2375 0.2200光线透过率曲线0.500.550.600.650.700.750.800.85t o u g u o l vbochang/nm应拟和为一条光滑曲线由公式可计算知单色仪的实际分辨本领：实际分辨本领l l l ?D =12()/22436.88R分别求出R1＝？ R2＝？理论分辨本领R2121()/2R b a l dl dl l l l l l l lD ==-=+=D R mNd l l ==2121()/2R b al dldl l l l l l l lD ==-=+=D\=R 1200´64=76800思考题：1、说明钨灯和钠灯、汞灯光谱的区别和道理。

实验报告学号：PB04210182 姓名：朱方芳 系别：6系 实验题目：光栅单色仪的调整和使用 实验目的：了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法，通过测量钨灯、钠灯和汞灯的光谱了解单色仪的特点。

实验原理：一、光栅单色仪的结构：1．光源和照明系统；2．分光系统：核心：闪耀光栅。

正是由于它的分光作用，当光栅转动时，出射狭缝出射的光由短波至长波依次出现。

(1)光栅方程式（取一级衍射项）：λθφ=+)sin (sin d『θ：衍射角；φ：入射角；d ：光栅刻痕间距』 当θ，φ一定时，d ∝λ，由几何光学，入射角与反射角相等，可得： φθθθθθφ-=⇒---=-b b b 2)( 因此，()λφθφ=-+)2sin (sin b d(2)狭缝：不工作时，狭缝开启宽度应位于最小。

调节时要自习、缓慢。

缝宽过宽时，实际分辨率下降；过小时，光强太小，因此要调到最佳宽度！(3)光栅特性： 谱线半角宽度：θλθcos Nd d = 角色散率：θλθθcos d m d d D == 光谱分辨本领：mN d R ==λλ/【N ：光栅总线数；m:衍射级数】 注：在实际实验中，由于象差、杂散光、噪音影响，光源谱线增宽，半角宽度远大于理论值，则光谱分辨本领远小于理论值。

3．接收系统（光电倍增管）利用光电子发射效应和二次电子发射效应制的电流放大元件，适合微弱信号的检测。

理论值计算：1．最佳狭缝宽度：nm 96.576=λ时，mm mmmm nm D f a n μλ88.3)(1088.364/50096.57686.0/86.06=⨯=⨯⨯=⨯=- nm 06.579=λ时，m m mmmm nm D f a n μλ89.3)(1089.364/50006.57986.0/86.06=⨯=⨯⨯=⨯=-2．理论分辨本领： 768001200641=⨯⨯===mN d R λλ 数据记录：1对应峰值位置：576.0900nm,578.3525nm.数据处理：1. 对于滤光片的透过率：由实验数据可知，滤光片对不同波长的光的透过率是不一样的。

单色仪的调整和使用实验目的1.了解单色仪的结构原理，掌握标定单色仪的方法；2.利用单色仪测定滤色片的透射曲线。

实验原理与方法单色仪是一种常用的分仪器，适用于单色光的产生、光谱分析和光谱特性测量等方面。

仪器原理如图1 ，光源或照明系统发出的光束均匀地照亮在入射狭缝S1上，S1位于离轴抛物镜的焦平面上，光通过M1变成平行光照射到光栅上，再经过光栅衍射返回到M1，经过M2会聚到出射狭缝S2，由于光栅的分光作用，从S2出射的光为单色光。

当光栅转动时，从S2出射的光由短波到长波依次出现。

图1 光栅单色仪的结构和原理本仪器光学系统为李特洛式光学系统，这种系统结构简单、尺寸小、象差小、分辨率高。

更换光栅方便。

光栅单色仪的核心部件是闪耀光栅，闪耀光栅是以磨光的金属板或镀上金属膜的玻璃板为坯子，用劈形钻石尖刀在其上面刻画出一系列锯齿状的槽面形成的光栅（注1：由于光栅的机械加工要求很高，所以一般使用的光栅是由该光栅复制的光栅），它可以将单缝衍射因子的中央主极大移至多缝干涉因子的较高级位置上去。

因为多缝干涉因子的高级项（零级无色散）是有色散的，而单缝衍射因子的中央主极大集中了光的大部分能量，这样做可以大大提高光栅的衍射效率，从而提高了测量的信噪比图2当入射光与光栅面的法线N 的方向的夹角为ϕ（见图2）时，光栅的闪耀角为θb，取一级衍射项时，对于入射角为ϕ，而衍射角为θ时，光栅方程式为：d(sinϕ＋sinθ)= λ因此当光栅位于某一个角度时（ϕ、θ一定），波长λ与d成正比。

本次实验所用光栅（2号光栅，每毫米1200条刻痕，一级光谱范围为380nm—1000nm, 刻划尺寸为64⨯64mm2）。

当光栅面与入射平行光垂直时，闪耀波长为570nm。

由此可以求出此光栅的闪耀角为21.58︒。

当光栅在步进电机的带动下旋转时可以让不同波长以现对最强的光强进入出射狭缝，从而测出该光波的波长和强度值。

（注意计算时角度的符号规定和几何光学方向为闪耀波长的方向）实验内容首先了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法。