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单色仪的定标及应用单色仪是一种常用的分光仪器，利用色散元件把复色光分解为准单色光，能输出一系列独立的、光谱区间足够窄的单色光，可用于各种光谱分析和光谱特性的研究，如测量介质的光谱透射率曲线、光源的光谱能量分布、光电探测器的光谱响应等，应用相当广泛。
【实验目的】1．了解棱镜单色仪的构造、原理和使用方法；2．以汞灯的主要谱线为基准，对单色仪在可见光区进行定标；3．掌握用单色仪测定滤光片中心波长的方法。
4. 学会测量发光二极管的波长。
【实验仪器】小型光栅单色仪，汞灯，卤素灯，显微镜，滤光片，会聚透镜，透镜夹发光二极管【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，把复色光分解成它的单色组成。
根据采用色散元件的不同，可分为棱镜单色仪和光栅单色仪两大类，其应用的光谱区很广，从紫外、可见、近红外一直到远红外。
对不同的光谱区域，一般需换用不同的棱镜或光栅。
平面光栅单色仪的工作原理是光源发出的光均匀地照亮在入射狭缝S1上，S1位于离轴抛物镜的焦面上。
光经过M1平行照射到光栅上，并经过光栅的衍射回到M1，经M1反射的光经过M2会聚到S2出射狭缝上。
由于光栅的衍射作用，从出射狭缝出来的光线为单色光。
当光栅转动时，从出射狭缝里出来的光由短波到长波依次出现。
这种光学系统称为李特洛式光学系统，见图1所示。
图1光学系统图一般光源所辐射的光往往是由各种波长的光组成。
如果各种波长是连续变化的，那么这类光源称为连续光源。
由于光源的光谱分布与光的物质特性有关，因此测定光源的光谱分布是研究物质内部微观结构的重要工具之一。
单色仪的基本特性是其单色性和出射单色光的强度，实验中，一般总是希望出射的单色光的光谱宽度尽量窄（即单色性尽量好）和单色光的强度尽量高。
除了平面光栅的色散率的大小外，单色仪出射光的光谱宽度的宽窄主要由缝宽，衍射和像差等因素决定，其中像差在设计调整时已尽量减小。
在正常情况下，对单色仪来说，主要是解决缝宽和色差问题。
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。
级光栅单色仪安全操作及保养规程本文档旨在指导使用者正确地操作和维护级光栅单色仪，以保证使用安全和设备性能的稳定性。
请使用者仔细阅读并按照规程进行操作和保养。
一、安全操作指南1.1设备安装和调试1.在设备安装前，请确保工作场所通风良好，电气接地良好，避免静电干扰，确保安装环境符合设备使用要求。
2.设备装置必须由专业技术人员进行操作，根据设备的安装要求尽量避免震动，如果装置位置不稳定，应进行紧固。
3.在设备调试期间，请关闭其他相关设备，确保设备能稳定运行。
1.2设备使用1.在使用设备前请确保设备的开关状态和参数设置正确。
2.在使用设备过程中，请尽量避免人员靠近仪器，避免发出大声噪声，避免产生过大热量，确保设备的可靠性和稳定性。
3.在使用设备时，请尽量避免触碰设备表面，严禁磕碰、托放、湿渍等操作。
4.设备长时间运行后，设备表面将会有一定温度，使用者请注意在操作时不要将手放在仪器表面。
5.发现设备出现异常情况请不要私自进行任何维修，应立即联系相关人员协助处理。
1.3设备关闭和维护1.在设备关闭前，请先关闭设备上的电源，按照规定步骤关闭设备。
2.设备关闭后请及时对设备进行清洁、保养等操作，确保设备性能的稳定性和安全性。
二、保养规范2.1设备日常保养1.在设备关闭后，请及时断开仪器与电源的连接。
2.定期对仪器表面进行清洁，清洁时注意不得用水直接清洗，以免破坏仪器表面和内部电路。
3.定期检查电源线是否破损，若发现破损请及时更换。
2.2设备维护1.设备在使用过程中，如果发现异常时，应及时报修，每2-3天对设备进行一次检查，确保设备性能的稳定性。
2.定期（每六个月）对设备进行一次全面保养并检查所有可调部件、接线端子等。
3.设备内部及电路板不得私自进行拆卸、维修，如需更换零配件或维修需求，请与相关维修人员联系。
三、结束语通过本文档的操作和维护规程指南，可以使使用者在操作和维护中更加安全和顺畅。
如果您还有其他关于设备的问题或需求，请联系设备维修人员或相关工作人员。
光栅单色仪的调整和使用实验报告
一、实验目的
1、认识光栅单色仪的工作原理;
2、掌握光栅单色仪的调节技术;
3、了解光栅单色仪的使用情况.
二、实验内容
使用真空管示波器和光栅单色仪，完成检测、调节和使用工作。
三、实验原理
光栅单色仪是一种常用的视频图像采集装置，它可以从摄像头或外部设备接收像素图像信号，然后将其转换为可读取的视频模式。
它由位图和空间扫描器两部分组成。
其中位图包括用于存储图像的闪存和显示器的控制模块，而空间扫描器用于从视频源获取像素图像，将其转换成易于存储的格式，然后将其存入存储器和显示器。
四、实验准备
1、真空管示波器一台;
2、光栅单色仪一个;
3、实验试验手册、仪器校准手册和操作说明书;
4、计算机一台。
五、实验步骤
1、准备好所需的设备和设备，安装在计算机上，确保电气连接良好；
2、根据仪表校准手册的要求，完成对仪表的调整设置；
3、用真空管示波器观察光栅单色仪的输入输出信号，验证设备的工作状态；
4、根据操作说明书试操作光栅单色仪；
5、调整参数，完成光栅单色仪的使用；
6、完成实验，并写出实验报告。
六、实验结果
实验通过对仪表的调节和光栅单色仪的操作，成功调节并完成使用。
观察到工作状态正常，输入输出信号表现正常，显示无噪声，给出高质量画面。
七、实验总结
通过本次实验，了解了光栅单色仪的工作原理，熟悉了调节和使用工作，掌握了处理图像信号的技术，让我对视频图像处理有了初步的认识和了解。
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。
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。
