复旦大学 物理实验(上) 单色仪的定标实验报告

. ；. 北京科技大学实验报告

单色仪 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) 测量平面光栅单色仪的分辨本领。 (3) 利用单色仪测量干涉滤光片的光谱透射率曲线。 实验仪器： 平面光栅单色仪、汞灯、钨灯、聚光灯、测试仪、光电倍增管、干涉滤光片等。 实验原理：

1. 平面光栅单色仪的结构原理

光学系统主要由以下三部分组成： （1）入射准直部分 由入射狭缝S1和抛物凹面镜M1组成，用以产生适用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，达到分光以后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。 2. 单色仪主机电路 仪器主机内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动。 3. 光电倍增管及测光仪 广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。当光信号强度发生变化时，阴极发射出的光电子数发生相应的变化，由于各倍增极因子基本保持常数，所以阳极电流亦随光信号的变化而变化。 4. 滤光片 滤光片对不同波长的投射能力不一样。当波长为λ，光强I0(λ)的单色光垂入射在滤光片上时，透过滤光片的光强若为IT(λ)，我们定义其光谱透射率为 . ；. 若以白光为光源，出舍得单色光所产生的光电流与入射光光强、单色仪的光谱透射率和光电器件的光谱响应率成正比，即：

现将光谱投射仪为的滤光片插入光路，放置在入射狭缝之前，在光电流变为： 所以：

实验内容与测量： 1． 分辨能力的测量：分辨能力的测量只涉及汞灯的两条黄谱线，因此，应该从两谱线的外侧开始扫描，途径两谱线的峰值，终止与另一谱线的外侧外侧。 2． 测量滤光片的透射率：不加滤光片，开启扫描开关，从280nm开始正向自动扫描，至660nm止，观察光强的最大值在哪一波长附近，大小如何。如果光强值不符合要求，扫描至光强最大值的附近，进行适当的调节，是的最大光强接近100。

大学物理实验报告范文3篇大学物理实验报告范文3篇大学物理实验报告范文篇一：一、实验综述1、实验目的及要求1.了解游标卡尺、螺旋测微器的构造，掌握它们的原理，正确读数和使用方法。

学会直接测量、间接测量的不确定度的计算与数据处理。

3.学会物理天平的使用。

4.掌握测定固体密度的方法。

2 、实验仪器、设备或软件1 50分度游标卡尺准确度=0.02mm 最大误差限△仪= 0.02mm2 螺旋测微器准确度=0.01mm 最大误差△仪= 0.005mm 修正值=0.018mm3 物理天平 TW-0.5 t天平感度0.02g 最大称量500g △仪=0.02g 估读到 0.01g二、实验过程准确度=0.01mm 估读到0.001mm测石蜡的密度仪器名称：物理天平TW 0.5 天平感量：0.02 g 最大称量500 g3、数据处理、分析h) mm2、计算钢丝直径t以25C为标准查表取值，计算石蜡密度平均值：M1tM2 M3=0.9584kgm3三、结论1、实验结果实验结果即上面给出的数据。

2、分析讨论心得体会：1、天平的正确使用：测量前应先将天平调水平，再调平衡，放取被称量物和加减砝码时○一定要先将天平降下后再操作，天平的游码作最小刻度的12估读。

2、螺旋测微器正确使用：记下初始读数，旋动时只旋棘轮旋柄，当听到两声咯咯响○时便停止旋动，千分尺作最小刻度的110估读。

思考：1、试述螺旋测微器的零点修正值如何确定?测定值如何表示? ○答：把螺旋测微器调到0点位置，读出此时的数值，测定值是读数+零点修正值2、游标卡尺读数需要估读吗? ○答：不需要。

3、实验中所用的水是事先放置在容器里，还是从水龙头里当时放出来的好，为什么? ○答：事先放在容器里面的，这样温度比较接近设定温度。

建议学校的仪器存放时间过长，精确度方面有损，建议购买一些新的。

四、指导教师评语及成绩：评语：成绩：指导教师签名：批阅日期：大学物理实验报告范文篇二：一、实验目的。

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。

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。