1、黑體輻射實驗（41070101）實驗背景早在1859年，德國物理學家基爾霍夫在總結當時實驗發現的基礎上，用理論 方法得出一切物體熱輻射所遵從的普遍規律：在相同的溫度下，各輻射源的單色輻出度Mi （入，T）與單色吸收率a i （入，T）成正比，其比值對所有輻射源（i=1 , 2,一）都一樣，是一個只取決于波長入和溫度T的普適函數。而黑色物體對可見光 能強烈吸收，則當獲取能量時也應有在可見光區的強烈輻射，因而從黑體輻射的角 度研究確定普適函數的具體形式就具有極大的吸引力。顯然，如果單色吸收率a i（入，T） =1,則該輻射源的單色輻出度 Mi （入，T）就是要研究的普適函數。而 a i （入，T）

2、 =1的輻射體就是絕對黑體，簡稱黑體。黑體的輻射亮度在各個方向都 相同，即黑體是一個完全的余弦輻射體，輻射能力小于黑體，但輻射的光譜分布與 黑體相同的溫度輻射體稱為灰體。任何物體，只要其溫度在絕對零度以上，就向周圍發射輻射，這稱為溫度輻射； 只要其溫度在絕對零度以上，也要從外界吸收輻射的能量。處在不同溫度和環境下 的物體，都以電磁輻射形式發出能量，而黑體是一種完全的溫度輻射體，即任何非 黑體所發射的輻射通量都小于同溫度下的黑體發射的輻射通量；并且，非黑體的輻 射能力不僅與溫度有關，而且與表面的材料的性質有關，而黑體的輻射能力則僅與 溫度有關。在黑體輻射中，存在各種波長的電磁波，其能量按波長的分

3、布與黑體的 溫度有關。實驗目的：1、了解黑體輻射實驗現象，掌握輻射研究方法；2 、學會儀器調整與參數選擇，提高物理數量關系與建模能力;3 、通過驗證定律，充實物理假說與思想實驗能力。實驗儀器：WGH-10型黑體實驗裝置專門用于進行黑體輻射能量的測量和任意發射光源的 輻射能量的測量。可以記錄出發光源的輻射能量曲線。在實驗時，通過改變光源的 溫度，分別進行掃描，可以從記錄的光譜輻射曲線直接看到維恩位移定律的現象， 并能夠對普朗克定律、斯忒藩-波爾茲曼定律進行較精確的驗證。WGH-1®黑體實驗裝置的控制系統采用 WINDOWS面，在 WINDOW5/98系統下均能適用，功能強大、操作簡便。

4、控制軟件中，根據普朗克公式可以計算出任意 溫度下的絕對黑體的理論曲線，用戶可以根據需要提取。 WGH-1I®黑體實驗裝置所 配的光源是漠鴇燈，漠鴇燈的譜線大致類似丁黑體，但是由丁鴇的發射系數不是1, 所以需要進行修正。軟件可以對不同溫度下漠鴇燈的曲線進行發射系數& （僅限丁漠車烏燈）的修正。此外WGH-10黑體實驗裝置還可作為光譜區間在800-2500nm枝圍的光柵光譜儀 使用，進行其它實驗。2.1.2規格、參數：相對孔徑D/F=1/7焦距302.5 mm色散元件300L 光柵狹縫0-2 mm連續可調，示值精度0.01mm胳，最大高度20mm主機尺寸360 X 300 x 1

5、60mm2.1.3主要技術指標： 波長范圍8002500nm波長精度土 6 nm波長重復性3 nm雜散光< 0.3%T2.1.4儀器的基本組成與主機結構WGH-10黑體實驗裝置，由光柵單色儀，接收單元，掃描系統，電子放大器， 一. *.A/D米集單元，電壓可調的穩壓漠鴇燈光源，計算機及打印機組成。該設備集光學、精密機械、電子學、計算機技術丁一體。主機部分有以下幾部分組成：單色器，狹縫，接收單元，光學系統以及光柵驅 動系統等。觀察窗出縫WGH-1CB黑體實驗裝置漠鴇燈2.1.5狹縫狹縫為直狹縫，寬度范圍0-2.5mm連續可調，順時針旋轉為狹縫寬度加大，反 之減小，每旋轉一周狹縫寬度變化0.

6、5mm為延長使用壽命，調節時注意最大不超過2.5mm平日不使用時，狹縫最好開到 0.1 0.5mm&右。為去除光柵光譜儀中的高級次光譜，在使用過程中，操作者可根據需要把備用 的濾光片插入入縫插板上。2.1.6儀器的光學系統光學系統采用C T型，如下圖SI光學原理圖M1反射鏡、M2準光鏡、M3物鏡，M4反射鏡、M5深橢球鏡、Z轉光鏡G平面衍射光柵、S1入射狹縫、S2, S3出射狹縫、T調制器入射狹縫、出射狹縫均為直狹縫，寬度范圍 0 2.5mm連續可調，光源發出的 光束進入入射狹縫S1, S1位丁反射式準光鏡M2的焦面上，通過S1射入的光束經 M2反射成平行光束投向平面光柵 G上，衍射后

7、的平行光束 經物鏡M3成象在S2上 經M4 M5聚在光電接受器D上。M2 M3焦距 302.5mm光柵G族米刻線300條 閃耀波長1400nm濾光片工作區問：第一片 800 1000nm 第二片 1000 1600nm 第三片 1600 2500nm2.1.7儀器的機械傳動系統儀器采用“正弦機構”進行波長掃描，絲杠由步進電機通過同步帶驅動，螺母 沿絲杠軸線方向移動，正弦桿由彈簧拉靠在滑塊上，正弦桿與光柵臺連接，并繞光 柵臺中心回轉，從而帶動光柵轉動，使不同波長的單色光依次通過出射狹縫而完成 “掃描”。電機a.掃描結構b.光柵轉臺2.1.8漠鴇燈光源標準黑體應是黑體實驗的主要設置，但購置一個標準

8、黑體其價格太高，所以本 實驗裝置采用穩壓漠鴇燈作光源，漠鴇燈的燈絲是用鴇絲制成，鴇是難熔金屆，它 的熔點為3665° K。鴇絲燈是一種選擇性的輻射體，它產生的光譜是連續的它的總輻射本領R可由下式求出。Rt= t；T4式中令為溫度T時的總輻射系數，它是給定溫度鴇絲的輻射強度與絕對黑體的輻射強度之比，因此T =Rl 或布=(1 -e"BT )Et式中B為常數，1.47 X I。4 車烏絲燈的輻射光譜分布 Rt為RtC1 "T25（頊-1）2.1.9結構光源系統采用電壓可調的穩壓漠鴇燈光源，額定電壓值為 2-12v。12V,電壓變化范圍電源開關電壓顯示排風扇電流顯示漠鴇

9、燈插座漠鴇燈電源面板漠鴇燈電源背面圖調節鈕220伏電源插座2.1.10光源光路圖漠鴇燈2.1.11漠鴇燈的色溫漠鴇燈工作電流一一色溫對應表色溫（k）電流（A）2.1.12接收器與電控箱本實驗裝置的工作區間在 800-2500nm,所以選用硫化鉛（Pb0為光信號接收 器,從單色儀出縫射出的單色光信號經調制器，調制成50HZ的頻率信號被PbS接收, 選用的PbS是晶體管外殼結構、該系列探測器是將硫化鉛元件封裝在晶體管殼內， 充以干燥的氮氣或其它惰性氣體，并采用熔融或焊接工藝，以保證全密封。該器件 可在高溫，潮濕條件下工作且性能穩定可靠。電控箱控制光譜儀工作，并把采集到的數據及反饋信號送入計算機。U

10、SB 接口掃描電機插口接收器插口接收器插口接收器插頭電源開關電控箱正面圖電源插座電控箱背面圖實驗原理1.2黑體輻射定律1.2.1黑體的積分輻射斯忒藩一波爾茲曼定律1879年約瑟福.斯特藩通過對實驗數據的分析，提出了物體絕對溫度為T、面積為S的表面，單位時間所輻射的能量（輻射功率或輻射能通量）E存在如下關系：_4E=a、ST5年后，魯德維格.波爾茲曼從理論上推導了這個公式，這就是斯特藩 -波爾茲 曼定律。a是輻射系數，它表征輻射源表面（如粗糙程度等）的輻射性質卻與物體的 材質無關；醍斯特藩-波爾茲曼常數，是對所有物體均相同的常數。令 a=1,對應丁 一種理想的輻射源-絕對黑體，可得單位面積的單色

11、輻出度：M（T）=ET =（E/Td? = 6T4 （瓦特/米2）斯忒藩一波爾茲曼常數&為：5 = 2毛=5.670 X 10-8 （瓦/ 米2.開爾文 4）15h3c2其中，k為波爾茲曼常數，h為普朗克常數，c為光速。此式表明，絕對黑體的總輻出度與黑體 溫度的四次方成正比，即黑體的輻出度 （即曲線下的面積）隨溫度的升高而急劇增大。由丁黑體輻射是各向通行的，所以其輻射亮度L與輻射度有關系：71丁是，斯忒藩一波爾茲曼定律也可以用輻射亮度表示為:L=t4 （瓦特/米2.球面度） 31L ma=4.10T5x10-6 （瓦特/米3.球面角.開爾文5）1.2.2維恩位移定律對應一定溫度T的M（

12、入,T）曲線有一最高點，位丁波長扁ax處.溫度T越高，輻射最 強的波長入m越短,即從紅色向藍紫色光移動.這對應丁高溫物體的顏色由暗紅逐漸 轉向藍白色的事實.在研究工作中，可以從實驗上測量不同溫度下M0（入,T）曲線峰 值所對應的波長，ma有溫度T之間的定量關系，也可以利用經典熱力學從理論上進行 推導.歷史上德國物理學家維恩丁 1893年找到了扁ax與T之間的關系如果用數學形 式描述這一實驗規律，則有：1/ maxM T即光譜亮度的最大值的波長 Amax與它的絕對溫度T成反比：_ A 'max - T而A為一常數，即維恩常數，A=2.896K10-3 （米X開爾文）。隨溫度的升高，絕 對

13、黑體光譜亮度的最大值的波長向短波方向移動。由丁輻射光譜的性質依賴丁它的 溫度,我們可以用分析輻射光譜的辦法來估計諸如包星或熾熱的鋼水等一類熾熱物 體的溫度.熱輻射是連續譜，眼睛看到的是可見光區中最強的輻射頻率 .某種物質在 一定溫度下所輻射的能量如何分布在光譜的各種波長上，它給人們提供了某一輻射體用作光源或加熱元件的功能，但它們本身并非黑體。請注意，一般輻射源所輻射的 光譜（能量按波長分布曲線）依賴丁輻射源的組成成分，但對丁黑體，不論它們的組成 成分如何，它們在相同溫度下均發出同樣形式的光譜.10-40*150100波使微米)岳 1*1黑體的頻譜亮度隨波長的變化關系曲線圖。每一條曲線上都標出黑

14、體的絕對溫度。與諸曲線的最大值相交的對角直線表示維恩位移線O分析圖中曲線可發現該曲線有如下特征：(1) 在任何確定的溫度下，黑體對不同波長的輻射本領是不同的.(2) 在某一波長入也有極大值，說明黑體對該波長具有最大的單色輻出度.(3) 當溫度升高時,極大值位置向短波方向移動,曲線向上抬高并變得更為尖銳小結：以上兩定律將黑體輻射的主要性質簡潔而定量地表示了出來，很有實用價值。根據斯特藩-波爾茲曼定律，熱輻射能量隨溫度迅速增大。如果熱力學溫度加倍，例如從 273毋曾到546K,輻射能量就增大16倍.因此，要達到非常高的溫度，必須提供相應的能 量以克服熱輻射所造成的能量損失。反之，在氫彈爆炸中可以出

15、現3X 107KZ上的溫 度,在這么高的溫度下，讀者可算一算，一種物質1cm2表面的能量將是該物質在室溫 下所固守能量的多少倍呢？利用維恩位移定律可以測定輻射體的溫度，如測定了孺為則可得到輻射體的溫 度。例如太陽表面發出的輻射在0.5誠付近有一個極大值，我們可估算太陽的表面為 60005右。還可以比較輻射體表面不同區域的顏色變化情況，來確定輻射體表面的 溫度分布，這種以圖形表示出的熱力學溫度稱之為熱象圖。 熱象圖技術已在宇航、醫 學、軍事等方面廣為應用。如利用熱象圖的遙感技術可以監測森林火警，也可以用來 監測人體某些部位的病變等。1.2.3 黑體輻射的光譜分布一一普朗克輻射定律在實驗測得黑體單

16、色輻出度之后，擺在人們面前的一個饒有興趣的問題是：怎樣來解釋實驗上測得的 M （入，T）-入曲線？怎樣從理論上求得絕對黑體單色輻出度的數學表達式？為此，在19世紀末許多物理學家作了巨大努力， 從經典熱力學、統計物理學和 電磁學的基礎上去尋求答案，但始終沒有獲得完全成功。1896年維恩根據經典熱力 學理論導出的公式只是在短波波長與實驗曲線相符；1900年瑞利和瓊斯根據統計物 理學和經典電磁學理論導出的公式只是在波長很長時不偏離實驗曲線。他們的共同 結論是，在波長比扁ax短時，輻射能量將趨丁無窮大。這顯然是荒謬的結果，在物理 學歷史上，這一個難題被稱為“紫外災難”。“紫外災難”表明經典物理學在解釋

17、黑 體輻射的實驗規律上遇到了極大的困難，是19世紀末經典物理學大廈上的兩朵烏云 之一。顯然，如果事實不能被理論說明，那么理論存在缺陷，必須獲得重建。1900年，對熱力學有長期研究的德國物理學家普朗克綜合了維恩公式和瑞利-瓊斯公式，利用內插法，引入了一個自己的常數，結果得到一個公式，而這個公式與 實驗結果精確相符，它就是普朗克公式，即普朗克輻射定律。此定律用光譜輻射度 表示，其形式為：M（入,T）= e*=京匕（瓦特/米3）式中：第一輻射常數 C =2兀hc2= 3.74 X 10-16 （瓦X米2）第二輻射常數 G=hc/入=1.4398x 10-2 （米X開爾文）事實上，我們不難從普朗克公式

18、推導出維恩公式和瑞利 -瓊斯公式。可是，這個 公式的理論在什么地方？ “紫外災難”的真正原因是什么？ 正是這個理論，導致了 量子物理學的產生。在經典理論中，空腔器壁上的分子、原子被看作是輻射或吸收電磁波的“振子”， 這是經典物理學最基本的前提之一，其能量可以連續變化，就是說，振子與電磁波 之間的能量交換可以無限制地減少或增大。普朗克堅信振子吸收電磁輻射的規律、 能量連續輻射的傳統觀念一定存在問題，提出了 一個與經典理論格格不入的全新觀 點，那就是普朗克假設：物體在發射或吸收頻率為u的電磁輻射時，只能以& =hu為單位進行，電磁輻 射能量只能是e的整數倍，即E=ru =nhu，其中h就是

19、普朗克常數，h=6.6260755 X 10-34J.s。按照這個假設，他成功地從理論上推導出普朗克公式。普朗克假設也稱普朗克能量子假設，最小的能量單位就是能量子。能量子假說 的提出，給經典物理學打開了一個缺口，為量子物理學安放了一塊基石，宣告了量 子物理學的誕生。但是，1900年12月24日，普朗克在德國物理學會上報告了自己 的研究結果的時候，沒有人認為他的這個假設是正確的，也沒有人認同他的假設有 什么意義，他的能量子假設遭到冷遇。直到 1905年，年輕的物理學家愛因斯坦應 用普朗克能量子概念，成功地解釋了光電效應，才正式確立了普朗克能量子假設正 確地位，使量子物理學得到正確的發展。實驗內容

20、1. 驗證普朗克輻射定律。2. 驗證斯忒藩一波耳茲曼定律。3. 驗證維恩位移定律。4. 研究黑體和一般發光體輻射強度的關系5. 學會測量一般發光光源的輻射能量曲線數據處理要求2.3.1軟件實驗裝置的軟件有三部分：一部分是控制軟件主要是控制系統的掃描，功能、數據的采集等；二部分是數據處理部分，用來對曲線作處理，如曲線的平滑、四則運算等;三部分專門用丁黑體實驗。前兩部分很好理解，下面重點介紹第三部分。第三部分的軟件設計主要是用來完成黑體實驗，主要內容： 建立傳遞函數曲線 輻射光源能量的測量 修正為黑體（發射率谷修正） 驗證黑體輻射定律2.3.2建立傳遞函數曲線夠數設置工作方式根式|能量必 二J詞隔

21、 三最大值|竺cci亶景小值0.0Jun1 昌由q2 昌區區3 口宮區區4 BE 區5 昌區因田_t_IH1.1IZO%DR=知L%-C1r-FcDIn波長Gun京件信息/機圖（1）工作也讀職歌皓® 箍旺黑體搖射定律 數胃圖雅處涯如關于a ia a* 書盤（9 單程果體定點I3B囪Q濃度桂索tjgJ-lol操作人頃,里住實瞼裝著裁S Advance!) 數據B.E 系統(System),當前寄存劇樣品名稱|奇存器g當前述K F傍通函數P修正方里住工作范S1起始波長|眺口恣止波長屈而節工作狀志 食高壓 增益一天津市港東科技眼展有陶司 Tel：022-S37il62fi C1：M：59

22、PM InidAy April 22 ME圖WGH-10軟件工作平臺任何型號的光譜儀在記錄輻射光源的能量時都受光譜儀的各種光學元件，接收 器件在不同波長處的響應系數影響，習慣稱之為傳遞函數。為扣除其影響，我們為 用戶提供一標準的漠鴇燈光源，其能量曲線是經過標定的。另外在軟件內存儲了一 條該標準光源在2940K時的能量線。當用戶需要建立傳遞函數時，請按下列順序操 作：1. 將標準光源電流調整為“漠鴇燈的色溫”表中色溫為2940K時電流所在位置；2. 預熱20分鐘后，在系統上記錄該條件下全波段圖譜；該光譜曲線包含了傳 遞函數的影響；3. 點擊“驗證黑體輻射定律”菜單，選“計算傳遞函數”命令，將該光

23、譜曲線 與已知的光源能量曲線相除，即得到傳遞函數曲線，并自動保存。在做測量時，只要將軟件工作平臺中右上方“傳遞函數”點擊成：“口傳遞函數”。后再測未知光源輻射能量線時，此時測量的結果已扣除了儀器傳遞的影響2.3.3修正為黑體任意發光體的光譜輻射本領與黑體輻射都有一系數關系,軟件內提供了鴇的發射系數，并能通過軟件工作平臺的右上方“修正成為黑體”的菜單，點擊“口修 正為黑體”點擊成：“口修正為黑體”，此時，測量漠鴇燈的輻射能量曲線將自動修 正為同溫度下的黑體的曲線。2.3.4驗證黑體輻射定律將漠鴇燈光源按說明書要求安裝好，將軟件工作平臺中的“傳遞函數及修 正為黑體”點擊成：“口傳遞函數及口修正為黑

24、體”而后掃描記錄漠鴇燈曲線。可設 定不同的色溫多次測試，并選擇不同的寄存器（最多選擇5個寄存器）分別將測試結果存入待用。有了以上測試數據，操作者可點擊驗證黑體輻射定律，菜單如下：驗證黑體輻射定律 普明克輻射定律 斯忒藩一波爾藪昊定律 維恩位移定律 發射率£修正 絕對黑體的理論智統 婦一化 計箕隹通函數可以根據軟件提示，驗證黑體輻射定律。2.3.5軟件工作平臺的視窗操作說明2.3.5.1 工作界面介紹點擊“開始-程序-光譜儀-WGH-10型黑體實驗裝置”項，即可啟動 WGH-10型 黑體實驗裝置軟件。進入系統后，首先彈出如圖5-1的友好界面，等待用戶單擊鼠標或鍵盤上的任意鍵；最佳分辨率

25、：800X600版木:5.0黑體實驗裝置For Wintlows98, USB Port大津市港東科技發展有限公1 (ITel:opy right1999-2000Fax5-1當接收到鼠標、鍵盤信息或等待五秒鐘后，馬上顯示工作界面，同時彈出一個 對話框（如圖5-2）,讓確認當前的波長位置是否有效、是否重新初始化。如果選 擇“確定”，則確認當前的波長位置，不再進行初始化；如果選擇“取消”，則進 行初始化，波長位置回到800nm處。圖5-2完成上面幾步，就可以在 WGH-1啾件平臺上工作了（工作界面如圖5-3）。 工作界面主要由菜單欄、主工具

26、欄、輔工具欄、工作區、狀態欄、參數設置區以及寄存器信息提示區等組成o罪體實驗裝置標題欄菜單欄交件如 信息/視圖堂工作爐 讀取數據俱）彗證黑體輻射定律 數據廷）關于QPB原釧身墮”身單程黑體打印預覽TJGI圖5-32.3.5.1.1 菜單欄菜單欄中有“文件”、“信息/視圖”、“工作”、“讀取數據”、“數據圖 形處理”、“關丁”等菜單項。單擊這些菜單項可彈出下拉菜單，利用這些菜單即 可執行軟件的大部分命令。下面簡單介紹菜單欄中各菜單的功能：1. “文件”菜單（如圖5-4）新建活除當前實驗的所有數據新建值)Ctrl+W打開(Q)Ctrl+O保存包)CtrHS打印設置 打印預覽叫一 打印D.退出睇文件

27、®打開打開一個已經存在的數據文件工作置）|.單程掃描F1黑體輻射測量重蔓掃描72定波闋玉£F3定點測墾一.濃度測量理）一波長檢素 Ctrl+G重新初始化危），氣牛侑局一.顯示網格如加強敖據點方式區） 數據點方式如動態方式始圖5-5保存打印設置打印預覽打印圖5-4退出2. “信息/視圖”菜單（如圖采集信息顯示網格加強數據點方式數據點方式動態方式把所選擇的寄存器中的數據保存到文件中設置打印機的屆性及打印參數顯示打印時文件的外觀打印當前的譜線及數據退出WGH-1（控制處理系統5-5）輸入采集環境及其它信息顯示網格坐標對數據點進行加強顯示只顯示數據點采集時動態調整縱坐標單程掃描黑體

28、輻射測量重復掃描定波長掃描停止定點測量濃度測量波長檢索重新初始化圖5-63. “工作”菜單（如圖5-6）從起始波長掃描到終止波長從起始波長掃描到終止波長，用丁驗證黑體輻射定律在起始波長和終止波長問重復掃描定點掃描-在固定波長處以時間為橫軸采集停止掃描在某一固定波長位置測量不同樣品測量樣品濃度檢索到指定的波長光柵重新定位4.“讀取數據”菜單（如圖5-7)讀取數據讀取指定點的數據讀取數據3）讀取數據，擴展*取消所有甘展QD尋峰顯示CS），刷新左右坐標交魏（X）波杭修正他）一，擴展對波長和數值進行擴展取消所有擴展取消本次實驗的所有擴展尋峰檢索峰、谷的位置顯示根據設置顯示譜線刷新刷新屏幕左右坐標交換在

29、雙坐標時，左右坐標交換波長修正修正波長驗證熱輻射定律”菜單（如圖5-8）普朗克輻射定律驗證普朗克輻射定律斯忒潘-波爾茲曼定律驗證斯忒潘-波爾茲曼定律維恩位移定律驗證維恩位移定律發射率修正對漠鴇燈的譜線進行修正絕對黑體的理論譜線繪制絕對黑體的理論譜線歸一化對譜線進仃歸一化處理計算傳遞函數計算傳遞函數數據圖形處理”菜單（如底g 5-9)A/T轉換對設置的譜線進行A/T轉換微分對設置的譜線進行微分計算對設置的譜線進行計算平滑平滑選定的譜線譜線連接對選定的兩條或二條譜線進行連接改變數據間隔改變數據間隔改變顯示數值范圍改變顯示數值范圍修改信息修改數據的米集環境及具它信息修改數據修 改 現 有 數圖5-9

30、改變寄存器顏色改變寄存器顏色改變寄存器線型改變選定的寄存器的線型5.6.圖5-7蘊證黑咨輻射定建晉朗克輻射定律斯忒藩一波爾茲昱定建維恩憤移定律發射率5修正 絕對黑體前理論諾線 歸一化計算傳遞函數圖5-8數據圖形處理） A/T轉程. 微分叫一一一 計算（£）.平滑譜線連接0.改變數據間隔更）. 改變顯示數值范圍建）.修改信息屋）. 修改數據如改變寄存器頷色（£）. 改變寄存器線型堡）.清除數據活除數據活除選定的數據7. “關于”菜單關于光譜儀顯示版本信息2.3.5.1.2 工具欄軟件提供了兩個工具欄，每個工具欄由一組工具按鈕組成，分別對應某些菜單 項或菜單命令的功能，用戶只需

31、用鼠標左鍵單擊按鈕，即可執行相應的操作或功能.2.3.5.1.3 工作區工作區是用戶繪制、瀏覽、編輯譜線的區域。工作區可同時顯示多條譜線。2.3.5.1.4 狀態欄狀態欄用于反映當前的工作狀態。另外，當定點設備指向某一菜單項或按鈕時, 會在狀態欄顯示相應的功能說明。2.3.5.1.5 參數設置區參數設置區包含了四個標簽：“參數設置”、“高級”、“系統”、“數據”參數設置設置工作方式、工作范圍及工作狀態高級含四種設置：是否使用濾光片、是否在特定波長換燈、補數方式、再次掃描設置系統系統設置數據顯示選定的寄存器中的數據2.3.5.1.6 寄存器信息提示區顯示各寄存器的信息。2.3.5.1.7 寄存器

32、選擇及波長顯示欄選擇當前寄存器，顯示當前波長位置。傳遞函數：可以去除儀器的傳遞函數。修正為黑體：可在掃描過程中直接進行發射率修正。（僅限黑體輻射測量使用）2.3.5.1.8 快捷鍵按 匝腳可激活菜單欄，再按菜單項中注明的字母可彈出相應的下拉菜單。按菜單中選項旁注明的字母，可執行相應的操作或功能（與WINDOWS準操作一致）日單程掃描高級(Advanced.)素場 CSystm）參數設置工作方式模式一3F2重復掃描F3定波長掃描國停止最大值1000,0最小值工作狀態魚高反3增益8工作范圍起始波棧綣止被快| 2500 0 run采集次數1次函q q 退出2.3.5.2 功能介紹2.3.5.2.1基

33、本設置利用軟件提供的參數設置區，用戶可以方便的設置所使用的 系統。1.設置工作參數（Setup）選擇參數設置區的“參數設置”項，界面中顯示如圖5-10的對話框。工作方式t模式：所采集的數據格式，有能量（E）、透過率（T、吸光度 （ABS、基線（E）。工作方式t間隔：兩個數據點之間的最小波長間隔，系統中有三個選項供選擇，分別為 2.0nm、1.0nm、0.5nm。圖 5-10工作范圍：在起始、終止波長和最大、最小值四個編輯框中輸入相應的值， 以確定掃描時的范圍。當使用動態方式時，最大值、最小值設置 不起作用。工作狀態t增益：設置放大器的放大率。設 18共八檔。工作狀態T采集次數：在每個數據點，采

34、集數據取平均的次數。拖動滑塊，可在150次之間改變*在做透過率或吸光度時，要先做“基線”。2. 高級設置(Advanced)選擇參數設置區的“參數設置”項，界面顯示如圖5-11的對話框。使用濾光片：控制掃描過程中，在相應的位置是否提示換濾光片。如果選擇了該項，在掃描點跨過該復選框下的表中列出的波長位置時，會換濾光片提示框。在特定位置換燈：控制掃描過程中，在特定的位置是否提示換燈。如果選擇了該項，在掃描點跨過該復選框下的表 中列出的波長位置時，會彈出換燈提示框。補數方式：在改變寄存器數據的間隔時，插入數據的方式。這里 只有直線填充法可供選擇。再次掃描設置：在掃描時，對當前寄存器的使用方式。蓼數設

35、置CSN切)系統(System)荷鋌(Advanced)使用濾些片|_波長-nm1340.0162D. 0廠在特定棗長換燈|1340.0補數方式|直載埴充法工|-再次掃描設置r清陣寄存器數據疆蓋相關數據L提示換寄存器“活除寄存器數據”：在每次掃描前，活除當前寄存器數據(無提示)圖 5-11“覆蓋相關數據”：在掃描時，直接覆蓋波長對應點的數據。“提示換寄存器”：在每次掃描之前，檢測當前寄存器中是否有 數據，如果有則提示用戶換另一個寄存器。3.系統設置(System)選擇參數設置區的“系統”項，界面中顯示如圖5-12的對話框。“活除修正值”按鈕：單擊該按鈕，可使波長修正值歸零。“電機轉速”項：拖動

36、滑塊，可選擇電機轉速(范圍為150m§“電機方向”區：單擊相應的單選按鈕，可選擇電機的旋轉方向。“退出設置”區：保留當前設置：若選擇了該項，在退出本系統時，會自動記憶當 前設置，在下次啟動該軟件時自動調入。數據CDm)參數設系統 CSyElem)活陣修正值一電機轉速1陋J電機方向5正向L反向退出設置r保留當前設置17記十匕當前波接提示只在安裝時修改 系統設置,平時請記憶當前波長：若選擇了該項，在退出本系統時，會自動記憶圖5-12 當前的波長位置，在下次啟動該軟件時自動調入，并讓用戶確認。否則,再次啟動該軟件時，直接進行初始化。*單擊“活除修正值”按鈕或修改電機方向，系統會彈出如圖5-

37、13所示的對話框。在“輸入口令”編輯框中輸入口令，確認后方可使新的設置生效，否則不能 修改。*由丁修改系統設置可能造成系統崩潰，因此只在安裝時修改系統設置，平時請勿使用(公司般不向用戶提供口令)啟 以青新 金進選重 口機喜 系閔re取餐-高釵(AdvwcftdJ系統 CSystenk)參數設數據(Dali)寄存器波長攀甬，|1000 0 4SB.6 11002.0 4ST.71004.0 409.01006. 口 490.31008.0 491.21010.0491.51012.0491 31014.0 491.01016.0490 81018.0490.91CED.0 491.01022.0

38、 490 91024.0 490.51026.0 4813.91023.0 4M.31030.0 438.31032.0 488,5(1034.0 4SB.S 2J圖 5-14口令窗口擁有超級權酬置扁輸入口令：確定I 聊肖I圖 5-134.顯示寄存器中的數據(Data)選擇參數設置區的“數據”項，界面中顯示如圖 5-14的對話框 在“寄存器”下拉歹0表框中選擇某一寄存器，會在數值框中顯示 該寄存器的數據。2.3.5.2.2 寄存器信息在寄存器信息顯示區中顯示了各寄存器的主要信息：R:寄存器，下面的1、2、3、4、5分別為五個寄存器。C:寄存器的畫線顏色L:寄存器的畫線線形D: “ 口 ”表示寄

39、存器中有數據，“區”表示寄存器中無數據 S:寄存器中保存的譜線是否處丁可視狀態點擊詳細信息按鈕，彈出“寄存器信息”對話框。在“寄存器” 下拉歹0表框中選擇寄存器，下面的歹0表框中將歹0出該寄存器的 詳細信息。點擊對話框右上角的“ X ”按鈕，關閉對話框。2.3.5.2.3 當前寄存器“當前寄存器”下拉歹0表框可選擇當前工作寄存器。其右側的按鈕用來改變寄 存器的環境信息，請參見5.2.6.1的介紹。系統時刻監測波長位置的移動，并在“當 前波長”提示框中顯示當前波長位置。2.3.5.2.4 文件管理1. 活除當前實驗的所有數據下拉菜單：文件T新建工具欄：主工具欄T新建2. 打開已有的數據文件下拉菜

40、單：文件T打開工具欄：主工具欄T打開利用軟件的打開功能可以打開已有的數據文件，執行該命令后，系統彈出如圖 5-15所示的“打開”對話框。圖 5-15在對話框中，可通過“搜尋”下拉列表框確定數據文件所在的位置。在“文件 類型”下拉列表框中可確定要打開的數據的類型。如果要打開某一數據文件，請在 “文件名”編輯框中輸入文件名或單擊此文件，然后單擊“打開”按鈕。單擊“取消”按鈕關閉對話框，不執行其它操作。（以下對話框中的“取消” 按鈕功能與此相似，將不再介紹。）3. 保存當前的數據文件下拉菜單：文件T保存工具欄：主工具欄T保存利用軟件的保存功能可以把寄存器中的數據保存到文件中，執行該命令后，系 統彈出

41、如圖5-16所示的“保存預設”對話框。圖 5-16用戶可通過“數據源寄存器”下拉列表框確定要保存的數據所在的寄存器，如還需保存相應的文本文件，單擊“保存文本文件”即可。完成設置后，擊 Enter鍵 或單擊“保存”按鈕，系統彈出如圖 5-17所示的“另存為”對話框。圖 5-17在“另存為”對話框中，可通過“保存在”下拉列表框確定保存的位置。在“文 件類型”下拉列表框中可確定保存的類型。在“文件名”編輯框中鍵入數據文件的 名稱后，擊Enter I鍵或單擊“保存”按鈕即可保存相應的數據文件（如在“保存預 設”對話框中選擇了 “保存文本文件”，則同時保存同文件名，擴展名為txt的文本文件）。ht ;文

42、本文件以格式文件中保存數據及實驗環境，缺省文件擴展名為 MATHCAD數據處理軟件所能識別的雙列格式存儲。2.3.5.2.5 打印輸出1. 打印機屆性及參數設置下拉菜單：文件T打印設置單擊下拉菜單“文件T打印設置”，彈出圖 5-18所示的對話框。用戶可利用 該對話框進行配置打印機、設置當前打印參數等操作。圖 5-18在“打印設置”對話框中，通過“打印機”區的“名稱”下拉列表框可確定當 前打印機。在“紙張”區可通過“大小”和“來源”兩個下拉列表框確定打印紙張 的大小及來源（自動供紙或手動供紙）。在“方向”區選擇“橫向”（必須使用橫 向）。完成以上操作后，單擊“確定”按鈕即可保留以上設置（當軟件退

43、出時，該設 置自動回到缺省值）。2. 打印預覽下拉菜單：文件T打印預覽工具欄：主工具欄T預覽用來在屏幕上顯示輸出效果。操作方法與打印輸出類似，請參見5.2.5.3的介紹。3.打印輸出下拉菜單：文件T打印工具欄：主工具欄T打印執行該命令后，系統彈出如圖5-19所示的“打印設置”對話框打印設置打印模式#打印圖像圖像及峰谷P彩色朝何打印儀器名稱打印儀器生產'廠家L打印谷。打印峰和谷確定 I取消圖 5-19可選擇只打印圖像或打印圖像及峰谷、是否使用彩色打印、是否打印儀器名稱 及生產廠家。選定后，單擊“確定”按鈕，系統彈出如圖5-20所示“打印”對話框如果選擇“打印圖像及峰谷”，系統會自動檢測將

44、顯示峰谷的寄存器是否有峰 /谷，有則彈出打印對話框；反之，則彈出提示框，單擊“確定”按鈕，繼續打印， 單擊“取消”按鈕，則返回“打印設置”對話框。圖 5-20在“打印”對話框中，用戶可通過“打印機”區的“名稱”下拉列表框確定當前打印機；在“打印范圍”區選擇“全部”項進行全部打印完成以上操作后，單擊“確定”按鈕即可將文件從打印機輸出（請提前打開打 印機電源開關）。2.3.5.2.6信息及視圖管理1. 采集信息下拉菜單：信息/視圖T采集信息“當前寄存器”列表框右側的按鈕“ 二 ”執行該命令后，系統彈出如圖5-21所示的“環境信息”對話框。圖 5-21用戶在“寄存器”下拉列表框中選擇某一寄存器，向“

45、樣品名稱”、“操作人”、 “備注”三個編輯框中輸入相應的信息。然后，單擊“關閉”按鈕即可將信息保留。此時，工作區上方的“寄存器”下拉列表框中將顯示已輸入的信息。單擊該列表框 右側的按鈕，可對已輸入的信息進行修改。2. 顯示網格下拉菜單：信息/視圖T顯示網格工具欄：輔工具欄t M執行該命令后，工作區將顯示網格坐標，網格的寬度和高度將隨橫、縱坐標范 圍的變化而自動調整（網格線總是落在相應的整值點上）。再次操作將取消網格坐標。3. 對數據點進行加強顯示下拉菜單：信息/視圖T加強數據點方式工具欄：輔工具欄T U當選擇該項時，在譜線上數據點處，畫出一個圓作為標志。再次操作將取消加強顯示。4. 只顯示數據

46、點下拉菜單：信息/視圖T數據點方式工具欄：輔工具欄T I當選擇該項時，只在對應的數據點上畫圓作為標志，數據點之間不連線。再次操作將取消只顯示數據點5. 動態方式下拉菜單：信息/視圖T動態方式工具欄：輔工具欄TI選擇此功能后，在掃描過程中，系統將根據采集值動態調整縱坐標范圍。再次操作將取消動態方式2.3.5.2.7 工作1. 單程掃描下拉菜單：工作T單程掃描工具欄：主工具欄T單程執行該命令后，如果當前波長位置在設置的掃描范圍之外，系統彈出如圖5-22所示的“波長檢索”對話框。此時，系統將檢索到起始波長后開始掃描（起始波長 可在參數設置區的“參數設置”項下查看）；如單擊“取消”按鈕，則終止該次掃

47、描操作。如果當前波長位置已在掃描范圍內，則直接從當前點開始掃描。掃描過程 中，界面左上角會出現數值顯示框，顯示當前位置信息。波長檢索正在檢索,請稍等！技取消鍵停止檢索.圖 5-222. 黑體輻射測量下拉菜單：工作t黑體輻射測量工具欄：主工具欄t黑體執行該命令后，彈出對話框，如圖 5-23圖 5-23在對話框中輸入光源的色溫度，點擊“確定”按鈕，進行掃描。（掃描部分同“單程掃描”）3. 重復掃描下拉菜單：工作T重復掃描執行該命令后，系統彈出如圖5-24所示的“輸入”對話框。在編輯框中輸入重 復掃描的次數后（范圍為1100次），單擊“確定”按鈕則按設定的次數重復執行 單程掃描操作，并把各次的譜線保

48、留在屏幕上供參考（只保留最后一次的數據）。圖 5-243. 定波長掃描下拉菜單：工作T定波長掃描工具欄：主工具欄T定點執行該命令后，彈出如圖5-25 “輸入”對話框。在編輯框中輸入定點掃描的波 長位置。圖 5-25單擊“確定”按鈕，彈出下一個“輸入”對話框，如圖 5-26輸入請輸入定點掃描的時間長度單位S確定瑕消圖 5-26輸入定點掃描的時間長度后系統開始掃描。5. 停止下拉菜單：工作T停止工具欄：主工具欄T停止系統在掃描過程中，執行該命令，則中止掃描。6. 定點測量下拉菜單：工作T定點測量執行該命令后，彈出如圖5-27 “定點測量”對話框本底本底能量:221-2測量樣品逼牽M: 峰過光 佛宣

49、透吸 樣關閉I圖 5-27在測量樣品之前，首先把本底樣品放入樣品池中（或不放，只用空點作本底） 單擊“測量本底”按鈕來測量本底能量，系統會自動測量并記憶。把待測樣品放入樣品池中，單擊“測量樣品”按鈕。系統自動測量、計算，把 樣品的透過能量、透過率及吸光度信息顯示在樣品信息區中。若測另一樣品，可重復上一步（需測本底時，重復上兩步）操作。單擊“關閉”按鈕，退出定點測量。7. 濃度測量下拉菜單：工作T濃度測量工具欄：主工具欄T濃度執行該命令后，彈出如圖5-28 “濃度測量”窗口。圖 5-28窗口各部分的功能及使用方法圖形顯示區：顯示濃度曲線及各測量點。當前點信息區：顯示當前測量點的濃度、吸光度及所使

50、用濃度曲線的K、B、R值。采集位置：顯示系統的當前波長位置。“改變”按鈕：改變采集位置。單擊該按鈕，顯示如圖5-29所示的“輸入”對話框。在編輯框中輸入 所采集的位置。單擊“確定”按鈕，則系統會自動把波長檢索到指定位置； 單擊“取消”按鈕，則不改變當前波長位置。請輸入工作波長（單位確定職消圖 5-29“歷史數據”下拉列表框：把各采集點按先后順序排列存放在表中。“曲線信息”區：顯示、修改當前濃度曲線的名稱及備注。修改后，信息 自動與濃度曲線聯系在一起，當保存該曲線時，信息一同被存儲。“重新測量本底”按鈕：重新測量本底，在以后的測量中均使用該次測量 的結果。在引入一條濃度曲線時，要做該操作，否則無

51、法進行待測樣品測量。單擊該按鈕，系統彈出入圖5-30所示的提示框。點擊“確定”按鈕，重新測量本底；點擊“取 消”按鈕，則不作本底測量，直接返回。g：. I圖 5-30“清除歷史紀錄”按鈕：把當前所作的記錄在“歷史數據”下拉列表框中活除，即活空“歷史數據”下拉列表框 “濃度”按鈕：測量待測樣品的濃度。單擊該按鈕，系統彈出如圖5-31所示的提示框。點擊“確定”鈕，則 系統自動進行測量和計算，把該樣品的濃度、吸光度信息在當前點信息區顯 示，并把該信息作為一個紀錄加入到歷史數據中。 同時，在圖形顯示區標出 該數據點在圖上所對應的位置。圖 5-31“關閉”按鈕：關閉“濃度測量”窗口，返回主界面。“引入標

52、準濃度曲線”按鈕：把當前存儲的濃度曲線調入，以利用該曲線 進行待測樣品濃度的測量。單擊該按鈕，彈出與圖5-15類似的“打開文件”對話框。用戶可參考 5.2.4.2的介紹進行操作。“保存標準濃度曲線”按鈕：把當前的濃度曲線保存到文件中，供以后使 用。單擊該按鈕，彈出與圖5-17類似的對話框。選擇或輸入文件名后，點 擊“保存”按鈕，則把當前濃度曲線保存到文件中（缺省擴展名為ht）“建立標準濃度曲線”按鈕：重新建立一條標準濃度曲線，如果系統中已有一條，則先把原來的一條刪除。I .單擊該按鈕，彈出如圖5-32的提示框。點擊“確定”按鈕，測定本底; 點擊“取消”按鈕，則退出建立曲線操作（不進行下面的操作

53、）。圖 5-32n.系統彈出“放入樣品”提示框，如圖 5-33所示。放入樣品，點擊“確 定”鈕，則系統自動測量該樣品的吸光度；點擊“取消”鈕，則停止樣 品的測量，轉入V。圖 5-33皿彈出如圖5-34所示的“輸入”對話框。輸入該標準樣品的濃度后，點 擊“確定”鈕，系統自動紀錄該數據點并加入到歷史數據中，同時在圖 形區標出該點。點擊“取消”鈕，轉入V。圖 5-34IV .重復U、m步，測量多種濃度的標準樣品（超過10種會自動轉到下一步）V .根據上面測量的數據擬合出一條標準濃度曲線，該曲線的信息顯示在當前點顯示區，同時，擬合的曲線在圖形區繪出。*引入標準濃度曲線、建立標準濃度曲線會活空所有歷史數據。*建立標準濃度曲線至少要有兩種濃度的測量值。* K值：斜率；B值：截距濃度測量的一般步驟：1. 引入或建立一條標準濃度曲線。2. 若采用引入方式，則要重新測量本底能量。3. 待