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实验一 用光柵光谱仪测定介质的吸收光谱介质的吸收光谱与发射光谱一样，不但用于光谱分析，而且用于研究物质结构。
在原子物理、分子物理、化学、天体物理等领域内，吸收光谱是一种重要的研究手段。
光谱仪是常用的基本光学仪器，可用于测量介质的光谱特性、光源的光谱能量分布等。
本实验中用光谱仪测量钕玻璃的吸收曲线。
实验目的1． 了解光柵光谱仪的构造及其使用方法2． 加深对介质光谱特性的了解，掌握测量介质的吸收曲线或透射曲线的原理和方法。
实验原理当一束光穿过有一定厚度的介质平板时，有一部分光被反射，另有一部分光被介质吸收，剩下的光从介质板透射出来。
设有一束波长为λ，入射光强为I 0的单色平行光垂直入射到一块厚度为d 的介质平板上，如图1所示。
如果从界面1反射的光强为I R ，从界面1向介质透射光的光强为I 1，到达界面2的入射光的强度为I 2，从界面2射出的透射光的光强为I T ，则定义介质板的光谱外透射率T 和介质的光谱透射率T i 分别为 T =I I T（1）i T =12I I （2） 这里的I R ，I 1，I 2，和I T ，都应该是光在界面1和2上以及介质中多次反向和透射的总效果。
一般来说，介质对光的反射、透射和吸收不但与介质有关，而且与入射光的波长有关。
我们将光谱透射率与波长的关系曲线称为透射曲线。
在均匀介质内部，光谱透射率与介质厚度有如下关系ad i e T -= （3）式中，a 称为介质的线性吸收系数，一般也称为吸收系数。
吸收系数不仅与介质有关，而且与入射光的波长有关。
吸收系数与波长的关系曲线称为吸收曲线。
设光垂直入射到厚度d 为的介质上，光要从前后表面发生反射，如果a 值很小，反射可以进行多次，若介质表面的反向系数为R ，则透过样品的光强为图1 一束光入射到平板上++++=4321T T T T T I I I I I+-+-=--adad e R R I e R I 32202011）（）（ adade R e R I 222011----=）（ （4） 式中I T 1、I T 2、I T 3、I T 4、…，分别表示从界面2第一次透射，第二次透射，…，光的光强。
一．规格与主要技术指标焦距500mm 波长区间 8A 型：200-660 nm 8型：200-800 nm相对孔径D/F ＝1/7 光栅 8A 型：2400l /mm λ闪=250nm 8型：1200l /mm λ闪=250nm 波长范围 200－660nm 波长范围 200－800nm杂散光 ≤10－3分辨率8A 型：优于0.06nm 8型：优于0.1nm 光电倍增管接收 8A 型：8型： 波长范围 200－660nm 200-800 nm 波长精度≤±0.2nm ≤±0.4nm 波长重复性≤0.1nm≤±0.2nmCCD(电荷耦合器件) 接收单元2048光谱响应区间 8A 型：300－660nm 8型：300-900 nm积分时间 88档 重量25kg图2-1 光学原理图M1反射镜、M2准光镜、M3物镜、G 平面衍射光栅 S1入射狭缝、S2光电倍增管接收、S3 CCD 接收二．基本原理WGD －8A 型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅单色仪，接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D 采集单元，计算机组成。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
光学系统采用C-T 型，如图2-1入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm 连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜M2的焦面上，通过S1射入的光束经M2反射成平行光束S1M2M1M3S2GS3投向平面光栅G上，衍射后的平行光束经物镜M3成象在S2上或S3上。
M2、M3 焦距500mm光栅G 8A型：2400l/mm λ闪=250nm 8型：1200l/mm λ闪=250nm波长范围200－660nm 波长范围200－800nm 滤光片工作区间8A型：白片320－500nm 8型：白片320－500nm黄片500－660nm 黄片500－800nm 注：8型和8A型的使用操作方法一致（使用同一软件进入程序后，只要选择相对应光栅数即可）三．安装3.1 开箱打开仪器的包装后，请对照装箱单对仪器的齐套性进行认真清点验收，如发现与装箱单不符或者仪器表面有明显的受损现象请立即与售方联系解决。
光栅光谱是通过使用光栅装置对入射光进行分散并产生光谱的一种方法。
下面是光栅光谱的几个特点：
1.分散能力：光栅可以将入射光按照不同波长进行有效地分散。
由于光栅上的刻线具有规
则的结构，入射光会在不同角度上发生衍射，从而形成连续的光谱。
2.分辨率高：光栅光谱仪的分辨率通常比其他类型的光谱仪更高。
这是因为光栅的刻线非
常细密且规则，可以提供更多衍射次级最大值，使得相邻光谱线之间的间距更小。
3.宽波段覆盖：光栅允许同时测量宽波段范围内的光谱。
通过调整光栅的入射角度或使用
多个光栅，可以实现更广泛的波段覆盖，从紫外到红外的光谱都可以被捕捉和分析。
4.准确性和精确度：光栅光谱具有较高的准确性和精确度。
光栅的制造和校准过程具有较
高的技术要求，可以确保光谱数据的可靠性和精确度。
5.可扩展性：光栅光谱仪可以与其他光学元件（如透镜、滤光片等）结合使用，以实现更
多的分析和测量功能。
这种灵活性使得光栅光谱仪在不同的研究领域和应用中得到广泛应用。
总体而言，光栅光谱具有分散能力强、分辨率高、宽波段覆盖、准确性和精确度高以及可扩展性等特点，使其成为许多科学研究、光谱分析和光学测量中常用的工具。
光栅光谱仪的使用技巧与光谱解读光栅光谱仪是一种常用的光学仪器，用于分析物质的光谱特性。
它可以通过光的折射、反射等现象将光分解成不同波长的颜色，并用光栅进行分光，最终得到光谱图。
本文将介绍光栅光谱仪的使用技巧以及如何解读光谱图。
一、光栅光谱仪的使用技巧1. 准备工作在使用光栅光谱仪之前，首先需要对仪器进行准备工作。
检查仪器是否正常运行，保证光源的光强和稳定性，调整光栅的位置和角度等。
还需要清洁仪器，确保光学元件的透明度和表面平整度。
2. 光谱采集光谱采集是使用光栅光谱仪的关键步骤。
在进行光谱采集时，应选择合适的光源和样品，并将样品固定在光路中。
根据需要，可以选择透射光谱或者反射光谱进行测量。
在光谱采集过程中，需要注意光栅的选取和调整。
光栅的刻线数目和刻线间距会影响到光谱的分辨能力和精确度。
此外，还需根据样品的性质和所需的测量范围，选择合适的光栅波长范围。
3. 数据处理光栅光谱仪采集到的光谱数据通常是以图像或光强数据显示的。
对于图像数据，可以通过图像处理软件对图像进行分析和处理。
对于光强数据，可以使用光谱分析软件进行分析。
在数据处理过程中，需要进行背景校正和信号平滑处理，以提高数据的准确性和可靠性。
此外，还可以进行峰识别和峰拟合，以获得更详细的光谱信息。
二、光谱解读光谱是物质相互作用后产生的一种特征性信息，通过对光谱的解读可以获取样品的成分、结构和性质等信息。
1. 波长和强度光谱中的波长和强度是光谱解读的基本要素。
波长可以用来确定光的颜色及其对应的频率和能量，不同波长的光在相互作用后会有不同的行为。
强度则反映了光的辐射能力，可以用来确定样品吸收、发射或散射光的强弱。
通过对波长和强度的分析，可以了解样品的能级结构、激发态和基态等信息。
2. 谱线和峰光谱图中的谱线和峰是光谱解读的重要指标。
谱线是指光谱图中产生的光谱线条，可以用来确定样品中的特定成分或物理现象。
峰则是光谱图中的波峰，表示光强的峰值。
峰的位置、高度和形状都可以提供关于样品的信息。
光栅光谱仪测量光谱1. 引言光栅光谱仪是一种常用的光学仪器，用于测量光的光谱分布。
光谱是将光分解成不同波长的组成部分的过程，可以帮助我们了解光的性质和源头的特征。
光栅光谱仪通过使用光栅元件，能够将入射光按照波长进行分散，方便用于光谱测量和分析。
本文将介绍光栅光谱仪的原理、构造和工作方式，并详细解释光栅光谱仪如何测量光谱。
2. 光栅光谱仪的原理光栅光谱仪的核心是光栅元件。
光栅是一种具有许多平行凹槽的光学元件。
当入射光通过光栅时，会发生衍射现象，根据光的波长不同，不同波长的光会在不同的角度上发生衍射。
衍射的角度可以通过衍射方程计算出来：mλ = d * sin(θ)其中，m是衍射级次，λ是光的波长，d是光栅的凹槽间距，θ是衍射角度。
通过测量衍射角度，光栅光谱仪可以得到不同波长的光的衍射级次，从而得到光的光谱分布。
3. 光栅光谱仪的构造光栅光谱仪通常由以下几个主要部分组成：3.1 光源光源可以是白光光源，也可以是单色光源。
对于光谱分析来说，单色光源更为常用，因为它可以提供特定波长的光。
3.2 光栅光栅是光栅光谱仪的核心元件，它可以是平行于光轴的平面光栅或者是球面光栅。
3.3 前导光学系统前导光学系统主要包括透镜和光路控制元件，用于将光引导到光栅上。
3.4 衍射探测器衍射探测器用于测量不同波长光的衍射角度。
常用的衍射探测器包括光电二极管和CCD。
4. 光栅光谱仪的测量过程光栅光谱仪的测量过程如下：1.打开光源，并调节光源的亮度和波长，使其符合实验要求。
2.调整前导光学系统，将光聚焦到光栅上。
3.通过转动光栅，使得入射的光在不同衍射级次下发生衍射。
4.使用衍射探测器测量不同波长光的衍射角度。
可以使用标尺或者数字显示器来读取衍射角度。
5.将得到的衍射角度数据转换为波长数据。
根据衍射方程，可以计算出不同衍射级次下的波长。
6.绘制光谱曲线。
将测得的波长数据和对应的光强数据绘制在图表上，可以得到光的光谱分布情况。
光栅光谱仪实验报告（doc）09级应用物理学03班40908020323肖金龙2012.03.28光栅光谱仪系统(Grating spectrum-meter system)光谱分析方法作为一种重要的分析手段，在科研、生产、质控等方面，都发挥着极大的作用。
无论是穿透吸收光谱，还是荧光光谱，拉曼光谱，如何获得单波长辐射是不可缺少的手段。
由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围(UV- IR)，高光谱分辨率(到0.001nm),自动波长扫描，完整的电脑控制功能极易与其他周边设备融合为高性能自动测试系统，使用电脑自动扫描多光栅单色仪已成为光谱研究的首选。
一、实验目的1. 掌握发射光谱测试系统，光学元件的透射率光谱,反射率光谱测试系统以及荧光光谱测试系统的搭建2. 学习利用电脑自动扫描多光栅单色仪测试各种光源特性谱线，学会分析各种光学元件的反射、透射谱线。
学习利用组合多光栅单色仪测试物质荧光光谱，分析荧光物质成分。
3.二、光栅光谱仪测试系统组件名称1(LHT75溴钨灯光源室+LPT75溴钨灯稳流电源(bromine tungsten) 2(LHM254波长校准汞灯光源(The Hg lamp house for calibrating grating, the character wavelength is 254nm)3(NFC-532-15陷波滤波装置The 532nm wavelength is bound when light from the lamp house crossing thefilter.4(SPB300 300mm光栅光谱仪(the focus is 300nm) 5(SPB500 500mm光栅光谱仪6(SD 六挡滤光片轮the light filer for six steps 7(SAC 三口样品室sample house10. DCS102数据采集器data acquisition implement 11. PMTH-S1-CR131 光电倍增管photo multiplier tube12. HVC1005 高压稳压电源regulated power supply in high voltage三、光栅基础知识及实验原理图当一束复合光线进入单色仪的入射狭缝，首先由光学准直镜汇聚成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长(颜色)。
实验一 用光栅光谱仪测量未知光源的光谱特性【实验目的】1、熟悉平面光栅光谱仪的工作原理。
2、学会用WGD-8A 型组合式多功能光栅光谱仪测量未知光源的光谱特性。
【实验仪器】WGD-8A 系列组合式多功能光栅光谱仪、计算机、钠灯、汞灯【实验原理】1、WGD-8A 型组合式多功能光栅光谱仪仪器简介WGD-8A 型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅单色仪，接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D 采集单元，计算机组成。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
光学系统如图1。
入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0-2mm 连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1，Sl 位于反射式准光镜M2的焦面上，通过Sl 射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G （8A 型：2400条/mm ，nm 250＝闪λ，波长范围200-600nm ）上，衍射后的平行光束经物镜M3（M2、M3的焦距为500nm ）成象在S2上。
光栅G 放置在一平台上，可以绕通过光栅划线的铅垂轴转动，以改变平行光束相对于光栅平面的人射角，从而改变摄谱范围。
2、平面反射光栅的构造与光栅方程目前最广泛应用的是平面反射光栅。
图2是垂直于光栅刻槽的断面放大图。
在图2中，衍射槽面(宽度为α)与光栅平面的夹角为θ，称为光栅的闪耀角，它的意义将在下面说明。
当平行光束入射到光栅上，由于槽面的衍射以及各个槽面间衍射光的相干叠加，不同方向的衍射光束强度不同。
考虑槽面之间的干涉，当满足光栅方程λβm i d =±)s i n (s i n （1） 时，光强将有一极大值，或者说将出现一亮条纹。
式中i 及β分别是入射光及衍射光与光栅平面法线的夹角，即入射角与衍射角；d 为光栅常数，,,3,2,1 ±±±=m 它表示干涉级；λ为出现亮条纹的光的波长。
公式中当入射线与衍射线在光栅同侧时取正号，异侧时取负号。
由式（1）知，当入射角i 一定时，不同的波长对应不同的衍射角，从而本来混合在一起的各种波长的光，经光栅衍射后按不同的方向彼此分开排列成光谱，这就是衍射光栅的分光原理。
wds8a多功能光栅光谱仪的组成1. 简介光谱仪是一种用于研究物质光谱特性的仪器，其中光栅是光谱仪中的重要部件之一。
而wds8a多功能光栅光谱仪则是目前市场上比较先进的一款，它具有多功能、高质量和广泛应用的特点。
2. 光谱仪的组成2.1 光源系统光源系统是光谱仪的一个重要组成部分，它提供了分析所需的光源。
wds8a多功能光栅光谱仪的光源系统采用了先进的稳定性高的氘灯和镁灯，以确保稳定的光源输出。
2.2 光路系统光路系统负责将样品上的光转换为可以测量的电信号。
wds8a光栅光谱仪的光路系统采用高分辨率的光栅光谱仪设计，可以更准确地分析样品发出的光信号。
2.3 探测器探测器是用来检测光信号的装置，wds8a光栅光谱仪采用了高灵敏度的探测器，能够快速、精确地检测样品发出的光信号。
2.4 数据处理系统数据处理系统是将探测到的光信号转换为具体的光谱数据的关键环节，wds8a光栅光谱仪的数据处理系统采用了先进的数字信号处理技术，能够高效地处理大量的光谱数据。
3. 深入探讨在对wds8a多功能光栅光谱仪的各组成部分进行了解之后，我们可以更深入地探讨其在实际应用中的作用和意义。
光源系统的稳定性对于光谱分析的准确性有着重要影响，而数据处理系统的高效性则能够大大提高分析效率。
这些方面的深入分析可以帮助用户更好地了解光谱仪的性能和适用范围。
4. 总结回顾wds8a多功能光栅光谱仪作为一款先进的光谱分析仪器，其组成部分包括光源系统、光路系统、探测器和数据处理系统。
这些部件的协同作用使得光谱仪能够高效准确地分析样品发出的光信号，具有广泛的应用价值。
5. 个人观点作为一名文章写手，我对wds8a多功能光栅光谱仪的组成部分和性能特点有着一定的了解。
其中，我认为其光源系统和数据处理系统的设计非常出色，能够满足不同领域对光谱分析仪器的高要求。
以上就是我对wds8a多功能光栅光谱仪的组成及相关内容的撰写，希望能够对您有所帮助。
wds8a多功能光栅光谱仪作为一款先进的光谱分析仪器，其组成部分包括光源系统、光路系统、探测器和数据处理系统。
实验一 用光栅光谱仪测量未知光源的光谱特性【实验目的】1、熟悉平面光栅光谱仪的工作原理。
2、学会用WGD-8A 型组合式多功能光栅光谱仪测量未知光源的光谱特性。
【实验仪器】WGD-8A 系列组合式多功能光栅光谱仪、计算机、钠灯、汞灯【实验原理】1、WGD-8A 型组合式多功能光栅光谱仪仪器简介WGD-8A 型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅单色仪，接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D 采集单元，计算机组成。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
光学系统如图1。
入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0-2mm 连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1，Sl 位于反射式准光镜M2的焦面上，通过Sl 射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G （8A 型：2400条/mm ，nm 250＝闪λ，波长范围200-600nm ）上，衍射后的平行光束经物镜M3（M2、M3的焦距为500nm ）成象在S2上。
光栅G 放置在一平台上，可以绕通过光栅划线的铅垂轴转动，以改变平行光束相对于光栅平面的人射角，从而改变摄谱范围。
2、平面反射光栅的构造与光栅方程目前最广泛应用的是平面反射光栅。
图2是垂直于光栅刻槽的断面放大图。
在图2中，衍射槽面(宽度为α)与光栅平面的夹角为θ，称为光栅的闪耀角，它的意义将在下面说明。
当平行光束入射到光栅上，由于槽面的衍射以及各个槽面间衍射光的相干叠加，不同方向的衍射光束强度不同。
考虑槽面之间的干涉，当满足光栅方程λβm i d =±)sin (sin （1）时，光强将有一极大值，或者说将出现一亮条纹。
式中i 及β分别是入射光及衍射光与光栅平面法线的夹角，即入射角与衍射角；d 为光栅常数，,,3,2,1 ±±±=m 它表示干涉级；λ为出现亮条纹的光的波长。
公式中当入射线与衍射线在光栅同侧时取正号，异侧时取负号。
由式（1）知，当入射角i 一定时，不同的波长对应不同的衍射角，从而本来混合在一起的各种波长的光，经光栅衍射后按不同的方向彼此分开排列成光谱，这就是衍射光栅的分光原理。
用多功能光栅光谱仪测定光谱灯的光谱特性（汞灯）物质的发光是存在于自然界最普遍最基本的现象之一,它和物质的微观结构有着必然的联系,所以对它的研究是人们了解和认识微观世界的重要手段和方法。
光谱是指辐射源所发出的电磁波强度随波长变化的分布曲线。
它反映了特定辐射源的发光特性,其中分立的线状单色光谱称为线状光谱或谱线,小波段范围内连续的光谱称为谱带,而大范围内连续的光谱称为连续光谱。
一般说来,固体发射的热辐射是连续光谱,而被激发的原子和分子所发出的辐射是各种分立的光谱。
这些分立的光谱标志着原子和分子的结构与特性,成为原子和分子的标识。
因此, 光谱不仅可以作为研究原子和分子结构的手段和依据,也可以用来鉴定物质的化学性质和成份。
迄今为止,我们所掌握的原子和分子方面的绝大部分知识来自于光谱研究。
同时,光谱分析已成为科学技术中应用最广泛的物质成份分析与鉴定技术。
通过本实验了解物质发光的光谱特性与物质结构的关系，了解光栅光谱仪和光电倍增管的结构、工作原理及使用，掌握用光栅光谱仪测定光源辐射能谱的方法，了解计算机在实验技术中的应用。
【实验目的】1.了解物质发光的光谱特性与物质结构的关系。
2.了解光栅光谱仪和光电倍增管的结构、工作原理及使用。
3.掌握用光栅光谱仪确定光谱灯的光谱特性的方法。
4.了解计算机在实验技术中的应用。
【实验仪器】WGD－8A型组合式多功能光栅光谱仪白炽灯GP20Hg低压汞灯,计算机【实验原理】汞灯是利用汞蒸气弧光放电而发光的。
发光的基本过程分为3步：电子的发射和被阴极和阳极间的电场加速；高速运动的电子与汞蒸气原子碰撞时，电子的动能就转移给汞原子使其激发；当受激原子返回基态时，所吸收的能量以辐射(发光)形式释放出来。
电子的不断产生和被电场加速，就使过程不断地进行下去。
1、光源的辐射能谱及其测量光源在单位时间辐射出的辐射能称为光源的辐射通量，单位为W。
光源辐射通量随波长的分布称为光源的辐射能谱，即单位波长对应的的辐射通量，也叫光谱能量分布，用E(l)表示，单位为W/m。
它反映了光源的辐射特性。
用光栅光谱仪便可实现对光源辐射能谱的测量。
测量时，探测器直接测得的是单色仪输出的不同波长的光对应的光电压U(l)。
U(l)满足下式其中：E(l)为光源的辐射能谱；T(l)为单色仪的相对光谱透射率，它是由于单色仪中光栅等光学元件对不同波长的光的透射率不同以及光学元件造成的色散等引起的；S(l)为探测器的光谱灵敏度，它表示单位辐射通量在探测器上产生的光电压或光电流的大小；K是与光谱仪及其状态相关的比例系数；D l为出射光谱宽度。
由于光栅对不同波长的光色散率不同，相同的出射缝宽所包含的不同波长光的光谱宽度不同，引起出射光谱能量分布与原光源的光谱能量分布也不同。
如若D S为出射狭缝宽度，则在l处这样可得可以看出，要得到光源的辐射能谱E(l)，就必须知道单色仪的相对光谱透射率T(l)；探测器的光谱灵敏度S(l)；色散率曲线dl/ds～l和比例系数K，但单独测定T(l)、S(l)及dl/ds～l曲线较为麻烦。
如果用一已知辐射能谱为Es(l)的光源，在相同的实验条件下测出其光电压Us(l),则有比较上两式，容易得出（1）这种用已知光源的光谱能量分布来确定光谱仪的测量系数KT(l)S(l)D l的过程叫定标。
从上式中不难看出，仪器经过定标后测量便比较容易了。
理想的标准光源是绝对黑体，因为绝对黑体的辐射能谱Eb(l,T)服从普朗克公式式中，h 为普朗克常数（Planck constant ）；c 为光速；k 为玻尔兹曼常数（Boltzmann constant ）；T 为黑体的绝对温度；l 为辐射光波长；S 为黑体光源的发光面积。
不难看出，对于给定的黑体光源，其辐射能谱Eb (l,T )只取决于温度T 。
图1 给出了不同温度时绝对黑体的相对辐射能谱。
由于黑体光源不易获得，在要求不高的情况下，常用白炽钨灯作为次级标准光源，因为其相对辐射能谱与绝对黑体非常接近，尤其是在可见光波段符合的很好。
用白炽钨灯作为标准光源，在可见光区，且分布温度Td=2444K 时公式可简化为（2）实验中，通过计算机可直接获得待测光源在光栅光谱仪光电倍增管上输出的光电压U (l )的相对值，使用一分布温度Td 已知的普通白炽灯作为标准光源，在相同的条件下测出其光电压Us (l )，再由公式（2）算出其相对辐射能谱Es (l )。
将上述各量代入（1）式，即可算出待测光源的相对辐射能谱E (l )。
图1 绝对黑体相对辐射能谱8 6 4 20 1234 6波 长（ m ）T=2000KT=1500K T=1000K 相对能量2、WGD －8A 型组合式多功能光栅光谱仪WGD －8A 型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅单色仪，接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D 采集单元，计算机组成。
该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。
光学系统采用的是切尔尼--特纳装置（C-T ）型，如图1-1所示。
图1-1 切尔尼-特纳光路图准直和成象的焦距是500nm,相对孔径1/7，光栅条数分别为2400l/mm 和1200l/mm ，闪耀波长为250nm 。
波长扫描机构是图1-2所示的正弦机构。
图1-2 正弦机构原理由计算机对光谱仪进行扫描控制、信号处理和光谱显示。
其工作原理如图1-3所示。
图1-3光谱仪的工作原理光谱仪的探测器为光电倍增管或CCD，用光电倍增管时，出射光通过狭缝S2到达光电倍增管。
用CCD做探测器时，转动小平面反射镜M1，使出射光通过狭缝S3到达CCD，CCD可以同时探测某一个光谱范围内的光谱信号。
光信号经过倍增管（或CCD）变为电信号后，首先经过前置放大器放大，再经过A/D 变换，将模拟量转变成数字量，最终由计算机处理显示。
前置放大器的增益、光电倍增管的负高压和CCD的积分时间可以由控制软件根据需要设置。
前置放大器的增益现为1，2，…，7七个档次，数越大放大器的增益越高。
光电倍增管的负高压也分为1，2，…，7七个档次，数越大所加的负高压越高，每档之间负高压相差约200V。
CCD的积分时间可以在10ms-40s之间任意改变。
扫描控制是利用步进电机控制正弦机构（根据光栅方程，波长和光栅的转角成正弦关系，因此采用正弦机构。
）中丝杠的转动，进而使光栅转动实现的。
步进电机在输入一组电脉冲后，就可以转动一个角度，相应地丝杠上螺母就移动一个固定的距离。
每输入一组脉冲，光栅的转动便使出射狭缝出射的光波长改变0.1nm。
为去除光栅光谱仪中的高级次光谱，本仪器备有滤光片：白片 320－500nm黄片 500－660nm图2为汞灯参考光谱图2汞灯光谱【实验步骤】1．用汞灯谱线对光栅光谱仪进行校准：利用汞灯的五根谱线的波长值（标准值为404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm、579.0nm）来进行校准仪器。
根据能量信号大小手工调节入射狭缝和出射狭缝，扫描汞灯光谱。
如果波长有偏差，用“波长线性校正”功能进行校正。
2.测量低压汞灯的相对辐射光电压分布U( )(1)打开汞灯电源，将仪器放置于适当位置。
(2)打开电控系统电源，进入操作界面。
(3)选定“参数设置”菜单，合理设置参数。
(4)选择“工作方式”菜单，单击“单程扫描”(5)扫描完成后读取数据，选定“检峰”选项，记录下各峰的波长和相应的相对光电压值(6)关掉汞灯电源并将其移开3.测量白炽灯的相对辐射光电压分布Us( )(1) 打开白炽灯电源，将其灯丝对准光谱仪的入射狭缝S1处，旋转调光旋钮使灯至最亮。
(2) 选定“参数设置”菜单，进行参数设置。
(3) 按前述（4）～（5）步骤，在屏幕上获得白炽灯的辐射光电压分布曲线。
(4) 移动游标“×”，读取数据并列表记录。
(5) 改变灯丝温度，使灯光稍暗，观察不同灯丝温度时白炽灯的辐射光电压分布曲线。
【注意事项】1．开机之前，请认真检查光栅光谱仪的各个部分（单色仪主机、电控箱、接受单元、计算机、）连线是否正确，保证准确无误。
为了保证仪器的性能指标和寿命，在每次使用完毕，将入射狭缝宽度、出射狭缝宽度分别调节到0.1mm左右。
在仪器系统复位完毕后，根据测试和实验的要求分别调节入射狭缝宽度、出射狭缝宽度到合适的宽度。
2．接收单元多功能光栅光谱仪配有光电倍增管、CCD接收单元。
注意，若采用光电倍增管作为接收单元，不一定要在光电倍增管加有负高压的情况下，使其暴露在强光下（包括自然光）。
在使用结束后，一定要注意调节负高压旋钮使负高压归零，然后再关闭电控箱。
3．光谱仪的电压不能超过1000伏。
4．狭缝调节仪器的入射狭缝和出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0~2mm连续可调，顺时针旋转为狭缝宽度加大，反之减小。
每旋转一周狭缝宽度变化0.5mm，最大调节宽度为2mm。
为延长使用寿命，狭缝宽度调节时应注意最大不要超过2mm。
仪器测量完毕或平常不使用时，狭缝最好调节到0.1mm05mm左右。
【思考题】(1) 在汞灯的一级衍射光谱中，为什么紫光离中央谱线最近，黄2光离中央谱线最远?(2) 如果用白光作光源，中央谱线应是什么颜色?两侧应是什么样的光谱?(3) 用光栅测波长时，为什么要把光栅面放置在两只平台台面调节螺丝的中垂线上?【参考资料】1．吴国安光谱仪器设计科学出版社 1978．2．祝绍箕，邹海兴，包学诚，等衍射光栅机械工业出版社 1986．附录图汞原子能级图参考数据。
