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文檔簡介
光譜光譜是光的頻率成份和強度分布的關系圖牛頓1704年:若要了解物質內部的情況,只要看其光譜光譜類別:線狀譜——原子發光帶狀譜——分子發光連續譜——固體發光光譜-光源-物質氫燈-氫光譜汞燈\鈉燈\氖燈白熾燈\鐵光譜氫原子光譜實驗發現氫光譜:間隔,強度譜線顏色波長(?)H
紅
6562.10n=2n’=3H
深綠
4860.74
n=2n’=4H
青
4340.10n=2n’=5H
紫
4101.20n=2n’=61885年巴耳末公式(J.J.Balmer):經驗公式(可見光區)里德伯常數(J.R.Rydberg)若n=1,紫外.n=2,可見光,n=3,4,5紅外1889年,里德伯提出普遍方程里德伯常量:經驗參量光譜儀(分光儀器):分光計、棱鏡攝譜儀、光度計、分光光度計、單色儀,法布里-珀羅干涉儀、光柵光譜儀等光譜儀組成:光源、準直系統,色散系統,觀察系統.色散系統:棱鏡,光柵.觀察系統:望遠鏡,照相透鏡和底片,物鏡和出射縫,光電倍增管,CCD,計算機.分光原理:色散,衍射和干涉.光譜儀的參數:1.色散:角色散率.注意:指出射,與波長有關。0.5nm/mm,1nm/mm2.分辨率:
任何光譜儀器的分辨率本領的定義都是一樣的.
常用的辨別方法是一根譜線的衍射極大,正好落在另一根譜線的衍射極小上。二譜線可分辨:定義:分辨本領主要決定于通光孔徑的有效寬度以及色散率3.集光本領:4.光譜透射特性:1.元件透射率.2.透鏡有效截面積3.元件角色散率.4.狹縫高度與焦距比值.5.最佳縫寬(臨界縫寬)f,D是準直透鏡的焦距與直徑。一.攝譜儀以儀器色散(線)分類:小型攝譜儀:2-10nm/mm中型攝譜儀:0.8-2nm/mm大型攝譜儀:0.1-0.8nm/mm攝譜儀結構:恒偏向鏡、哈特曼光欄,入射縫,準直與照相透鏡,光譜底片盒.攝譜儀的調整:1.照明系統的調整(光譜儀通用):單透鏡照明、雙透鏡照明、三透鏡照明。2.恒偏向棱鏡的調整:最小偏向角.3.入\出射縫.準直與物鏡調節.4.光譜感光板的傾斜度.攝譜儀的特點與應用:優點:靈敏度高,可同時記錄同一時間光源的能譜分布。應用:例如:氦-氖激光管內雜質氣體的分析感光底片\曝光\顯影\定影本身攝譜儀基本參數的測量.比較光譜:鐵光譜等比長儀,光譜投影儀單色儀棱鏡單色儀:透射式棱鏡單色儀,反射式棱鏡單色儀.(指準直透鏡和會聚物鏡)入\出射縫,光強定量。定標與定標曲線。單色儀的幾種主要光路:
光柵:平面光柵和凹面光柵。光柵光譜儀:光電探測器:硅光電池,光電二極管,光電三極管光電管,光電倍增管,CCD.平面光柵:平板玻璃上蒸鍍上鋁或其它高反射的金屬,鍍層上刻上鋸齒形槽。一般1200條/mm2400條/mm,3600條/mm.細槽:理想平直、嚴格平行、等間隔、嚴格等同形狀。偏差:鬼線普通光柵、閃耀光柵(相位光柵)光強主極大移到了一級。光柵的分光原理:對于1-1`光線和2-2`光線:光柵的閃耀角與閃耀波長:非閃耀光柵:中央零級主極大。閃耀波長:多縫干涉的一級主極大方向與單縫衍射零級方向重合。光柵光譜儀的參數:1.色散:對此式兩邊微分3.自由光譜區:光譜范圍,決定分光計的級間不重壘區.2.光柵光譜儀的分辨率4.相對孔徑
收集光功率的能力.定義
A=
A越小,集光本領越大.5.自由光譜區光譜范圍,干涉儀的級間不重疊區。例:短波限:200nm,m:一級。自由光譜區:200nm-400nm.如m:二級。自由光譜區:200nm-300nm法布里-珀羅干涉儀(F-P干涉儀):目前分辯率最高的儀器。結構極為簡單。F-P干涉儀的特點:優點:分辯率高、色散大。自由光譜區小,防震要求高。不平度小于所用波長的1/50,內表面反射率80%-90%。楔角不超過1°。F-P干涉儀的分辯率:R=mFF:為有效干涉光束數。約20-50。m與板距h成正比.例:h=100mm,波長500nm,n=1,m=?F-P干涉儀的自由光譜區例:h=100mm,波長500nm時,自由光譜區:0.00125nm.光譜實驗與應用:1.光源光譜的測量.2.氦-氖激光管管內雜質氣體的分析.3.氦-氖激光管氣體成份的測定.4.溶液濃度的測定5.濾色片性能的測量.6.熒光光譜\吸收光譜\喇曼光譜塞曼效應1896年(PieterZeeman)將鈉光燈放入強度約1T的磁場中,并在垂直于磁場方向發現鈉的黃線展寬了.正常塞曼效應:1.光譜線在外磁場中分裂成三個成分.2.裂距的大小為一個洛倫茲單位.WGD-8組合式多功能光柵光譜儀規格參數:焦距:500mm,相對孔徑D/F=1/7雜散光<10-3,分辨率優于0.1nm光電倍增管接收:波長范圍200-800nmCCD(電荷耦合器件)光譜響應區間:300-900nm.光路圖軟件的操作與功能:選擇接收器.光電倍增管,CCD參數設置/高級/系統/數據:工作方式:單程掃描,重復掃描,定波長掃描,濃度測量.數據處理;定標(逐段定標);能量;尋峰;等.實驗注意事項一.先開機,再開計算機程序.二.高壓與增益及最大值關系與調節.三.光源位置.光縫固定與調節.四.重復性與精度.五.氫氘光譜測量.光學光譜紫外光、紅外光、可見光:1nm-1.5μm光學波數E=光譜學定義分辨率R:R=λ/λ,=R>5×104,
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