光谱透过率测试实验
CCD光谱仪的波长定标和滤光片的透过率测定实验
２ 实 验 器 材
本 实 验所 用 到 的器材包 括 Ｃ Ｄ传 感 器 、 Ｃ Ｃ Ｃ Ｄ驱 动 器 、 阵 Ｃ Ｄ数 据 采 集 系 统 、 谱 线 Ｃ 光 仪、 计算 机 、 低压 汞灯 及 电源 、 白炽灯 及 电 源 、 滤光 片 、 透镜 。
到 红光 ）从 方 程 （） 道 随波 长 减 小衍 射 角 ａ也 依次 减小 ， 以进 口狭 缝 的彩 色像 生成 ， １知 所
在 Ｃ Ｄ的不 同位 置 ， Ｃ Ｄ接 收 。 Ｃ 被 Ｃ 将 Ｃ Ｄ的感 光像 元 （ 元 即光 电二 极 删 Ｃ 像 耀 管） 面置 于 光 谱 成 像 面 上 ， 过 计 算 机 可 ‘ 通
波长 的定 标 。
Байду номын сангаас
实验用 低 压 汞 灯 的 特 征 谱 线 来 给 光 谱 仪定 标 。用 Ｃ Ｄ光 谱 仪 测 量 低 压 汞 灯 Ｃ
可 获得 ， ） ， 算 机 采 集 了数 据 并 且 （ 一 计
栅
绘制 成 图谱 如 图 ２ 。低 压 汞 灯 不是 连 续 光 谱 ， ～ 系 列 的线 光 谱 ， 且 谱 线 的 波 长 是 而 是确定 的 和 已知 的 （ 左 到 右 ：０ ． ｎ 从 ４ ４ ７ ｍ、 ４ ５ ８ ｍ、４ ．ｎ ５ ７ Ｏ ｍ和 ５ ９ １ ｍ） 可记 作 Ａ ， 像元序数 ｘ 可 以从 横 坐标上读 出 ， ３ ．ｎ ５６ １ ｍ、７ ．ｈ ７ ．ｎ ， ｉ而 ｉ
光谱透过率测量
光谱透过率测量
光谱透过率测量是一种重要的测试方法，它可以帮助我们了解物质在不同波长的光线下对光的吸收程度。在实际应用中，光谱透过率测量可以用于检测材料的化学成分、浓度和纯度等参数，也可以用于研究材料的光学性质和反应动力学等方面。
通常，光谱透过率测量是通过将样品放置在光路中，然后测量样品前后的光强差来进行的。具体而言，我们需要使用一个光源和一个光谱仪来产生和分析光谱，然后将样品置于光路中，测量透过样品的光强和未经样品的光强之间的差异，从而计算出样品对光的吸收率和透过率。
在进行光谱透过率测量时，我们需要注意一些实验细节，如选择适当的光源和光谱仪、合适的样品容器和适当的测量波长范围。此外，还需要考虑样品在光路中的位置和周围环境的干扰等因素，以确保测量的准确性和可重复性。
总之，光谱透过率测量是一种简单而重要的测试方法，它在材料科学、化学、生物学等领域均有广泛的应用，为我们深入了解物质的性质和特性提供了重要手段。
- 1 -
红外光谱透过率和吸光度的转换
红外光谱透过率和吸光度的转换
红外光谱是一种广泛应用于化学、物理和生物学领域的分析技术，它可以提供物质在红外区域的吸收信息。在红外光谱分析中，我们通常会遇到两种不同的参数来描述样品与红外辐射的相互作用，即透过率和吸光度。透过率描述了红外辐射通过样品时的传输比例，而吸光度则表示了样品吸收红外辐射的程度。在实际应用中，我们可能需要在透过率和吸光度之间进行转换，以便更好地理解和分析红外光谱数据。
透过率（Transmittance）是指红外辐射通过样品后的传输比例，通常用百分比或小数表示。透过率与样品的吸收和散射有关，其计算公式如下：
透过率（%）= （透射光强度/ 入射光强度）×100
透过率越高，说明样品对红外辐射的吸收越低，更多的光能通过样品传输。相反，透过率越低，则表示样品对红外辐射的吸收越强，辐射能量较少通过。
吸光度（Absorbance）则是描述样品对红外辐射吸收的程度，通常用A表示。吸光度与透过率之间存在一个对数关系，其
计算公式如下：
A = -log10(透过率)
吸光度与样品的浓度和吸光系数有关。当吸光度增加时，表示样品对红外辐射的吸收增加，即样品浓度或吸光系数增加。
透过率和吸光度之间的转换可以帮助我们更好地理解红外光谱数据。透过率通常用于表示样品的透明性或透射性，而吸光度则提供了样品对红外辐射吸收的量化信息。通过转换这两个参数，我们可以得到更全面的红外光谱分析结果。
在实际应用中，我们可以根据红外光谱仪器的测量结果计算透过率，并将其转换为吸光度。这种转换可以帮助我们评估样品的浓度或反应物质的吸光特性。同时，当我们已知吸光度时，也可以通过透过率和吸光度之间的转换来计算样品的透过率，从而了解样品的透明度或透射性。
吸光度与透过率
光电倍增管 160-700 nm
待扫描
1个光电子可产生106～107个电子
32
第三十二页，本课件共有38页
8.2.2 分光光度计的类型
33
第三十三页，本课件共有38页
其他类型分光光度计
多通道仪器（Multichannel Instruments）
光电二极管阵列(通常具有316个硅二极管) photodiode arrays (PDAs)
（Transmittance）
T = It I0
A = lg (I0/It) = lg(1/T) = -lgT = kbc
T=10-kbc=10-A
13
第十三页，本课件共有38页
吸光度A、透射比T与浓度c的关系
A
T
T =10-kbc
A=kbc
第十四页，本课件共有38页
c
14
K 吸光系数 Absorptivity
9
第九页，本课件共有38页
Absorbance
Cr2O72-、MnO4-的吸收光谱
1.0 350
0.8
Cr2O72-
0.6
0.4
0.2
300 350 400
525 545
MnO4-
500
600
第十页，本课件共有38页
700 /nm
10
光的透过率的测试原理
光的透过率的测试原理
光的透过率测试原理基于光的能量传递和吸收的原理。当光通过一个物体时，它会发生吸收、散射和透射三种可能的行为。
光的透过率指的是光在物体中透射的能量所占总能量的比例。测试光的透过率可以通过以下原理进行：
1. 光源发射：使用一个光源，通常是可见光或红外光源，来照射待测物体。
2. 探测器检测：使用一个光探测器或光谱仪来检测光的强度。这些设备可以测量光的强度随距离或时间的变化。
3. 参考值：在测试之前，需要获取一个无物体存在时的光强度参考值。这可以通过在待测物体前方放置一个空器械或用一个空物体进行测试来获得。
4. 测试样品：将待测物体放在光源和探测器之间，使光通过物体。
5. 数据处理：通过比较待测物体的光强度和参考值，可以计算出光的透过率。光的透过率可以通过以下公式计算：透过率=透射光强度/ 初始光强度。
需要注意的是，测试光的透过率时可以根据需要选择适当的光源和探测器，例如可见光光源和光电二极管。另外，测试也可能需要考虑到物体本身的特性，例如
材料的吸光性、散射性或反射性等。
总之，通过控制光源和探测器以及数据处理，可以进行光的透过率的测试，并得出具体的透过率数值，以评估物体的透明度或光学性能。
傅里叶红外光谱仪透过率
傅里叶红外光谱仪透过率
在测量透过率前，需要确定一个相对的基准点，这是指在所选择的波
长下，纯样品无吸收时的透过率。这个基准点通常是选择一个化学键极弱
的波长作为参考波长，如苯环的1450 cm-1处。然后，测量样品在不同波
长下的透过率，并通过与参比物透过率的比较来确定样品分子的化学性质。
在测量透过率时，需要注意的是，样品的浓度和厚度会影响透过率的
测量结果。如果样品太稀，可能会导致信号噪音比较大，从而影响结果的
准确度。另外，在测量厚度较大的样品时，需要进行光路校正，以消除样
品对光路的影响。
总的来说，傅里叶红外光谱仪透过率是一种快速、准确、无需破坏样
品的分析方法。它可以对各种物质进行化学分析，广泛应用于材料科学、
生物医学、环境保护等领域。
光谱分析试验报告
.
专业：材料0902
姓名：王应恺
学号：3090100481
实验报告日期：11.29
地点：曹楼230
课程名称：指导老师：成绩：乔旭升材料科学基础实验
实验名称：实验类型：同组学生姓名：光谱分析一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）
四、操作方法和实验步骤三、主要仪器设备（必填）
六、实验结果与分析（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得一、实验目的通过本实验了解紫光/可见光光度计、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）和荧光光谱仪的基本装
原理、主要用途和实际操作过程。掌握玻璃透光率、薄膜吸收光谱、固体粉末红外光谱和固订
体发光材料荧光光谱的测试方法。学习分析影响测试结果的主要因素。线
二、实验原理就称为吸收。如果这种作用导致能量从电磁波转移至物质，电磁波可与多种物质相互作用。当光波与某一受体作用时，光子和接受体之间就存在碰撞。光子的能量可被传递给接受体而被吸收，由此产生吸收光谱。通常紫外和可见光的能量接近于某两个电子能级地能量差，故紫外与可见光吸收光谱起源于价电子在电子能级之间的跃迁，又称为电子光谱。当一束平行单色光照射到非散射的均匀介质时，光的一部分将被介质所反射，一部分被介，透过光，吸收光
强度为反射光强度为I0.IrIa质吸收，一部分透过介质。如果入射光强度为T=It/I0 I0=Ir+Ia+It It强度为，则有投射光强度与入射光强度之比称为透光率
当一束具有连续波长的红外光照射某化合物时，其分子要吸收一部分光能转变为分子的震文档Word
.
动能量或转动能量。此时若将其透过的光用单色器进行色散，就可得到一带暗条的谱带。以红外光的波长或波数为横坐标，以吸收率或者透过率百分数为纵坐标，把该谱带记录下来，就可得到该化合物的红外吸收光谱图。不同的化合物均有标准特征谱，将实验所得的光谱与标准谱对照，就可进行分子结构的基础研究和化合组成的分析。可由吸收峰的位置和形状来推知被测物的结构，按照特征峰的强度来测定混合物中各组分的含量。
镜头透过率测试方法
镜头透过率测试方法
篇1
1.引言：简述镜头透过率测试的重要性
2.镜头透过率定义：描述镜头透过率的基本概念
3.测试方法分类：列举不同的镜头透过率测试方法
4.详细测试步骤：详细介绍每种测试方法的步骤
5.注意事项：提出进行镜头透过率测试时需要注意的问题
6.结论：总结全文内容，强调镜头透过率测试的意义
正文
镜头透过率测试方法
引言
镜头透过率测试是衡量镜头性能的重要指标之一，通过测试可以评估镜头的光学质量，为摄影、影视制作等领域提供重要参考。本文将详细介绍镜头透过率的测试方法。
镜头透过率定义
镜头透过率是指镜头对入射光线的透过能力，通常以百分比表示。透过率越高，意味着镜头对光线的利用能力越强，成像质量越好。
测试方法分类
1.实验室测试法：在专业的光学实验室中，使用高精度设备对镜头进行透过率测试。这种方法准确度高，但成本也相对较高。
2.现场测试法：通过使用特定的测试卡和设备，在实际拍摄环境中对镜头进行
透过率测试。这种方法简便易行，但准确度可能受到一定影响。
详细测试步骤
实验室测试法：
1.将镜头放置在光学测试设备中，确保镜头与设备完全对齐。
2.使用光源发射特定波长的光线，通过镜头照射到光电传感器上。
3.传感器记录光线的强度，并通过计算得出镜头的透过率。
现场测试法：
1.在户外或室内光线充足的环境下，将测试卡放置在摄像机前方。
2.使用镜头对准测试卡，确保镜头焦距和光圈设置合适。
3.拍摄测试卡，并通过后期处理软件分析图像数据，得出镜头的透过率。
注意事项
1.在进行测试时，确保镜头表面清洁，无污渍和划痕。
2.避免在极端光线条件下进行测试，以免影响测试结果。
实验6.23 光谱测量与光谱分析
7
五、实验操作指导
8
光栅光谱仪及待测光源
光谱仪电源
注意：请不要动这三颗狭缝螺丝，已调好。 汞灯电源 溴钨灯 汞灯
光谱仪
光电倍增管
溴钨灯电源 光入射狭缝
(nm)
404.7 435.8 546.1 577.0 579.1
E2 E1 (eV) 7.73 4.67 7.73 4.89 7.73 5.46 8.84 6.70 8.85 6.70
普朗克常数标准值
h 6.631034 (J s)
18
测量绿色滤光片的光谱透射率
能量半峰值25.85
记录此数据
读取谱线数据按钮
左侧能量半峰值点 25
测量绿色滤光片的光谱透射率
五、测量能量半峰值对应的光谱宽度。
继续寻找另一侧的能量半峰 值的点，记录其对应波长2。
能量半峰值25.85
记录此数据
右侧能量半峰值点 26
测量绿色滤光片的光谱透射率
六、计算能量半峰值对应的光谱宽度。
能量半峰值所对应的光谱宽度为
按箭头指 示设置参数
点击“单程”开始扫描
12
测量汞灯光谱图
汞灯光谱扫描结果
光谱透过率测试实验-图文
光谱透过率测试实验-图文
实验目的
（1）了解单色仪结构、原理和使用方法；进一步了解锁定放大器的
工作原理以及其
使用方法。
（2）掌握单色仪的定标方法及用单色仪测定滤光片光谱透过滤的方法。深入理解微
弱信号检测的原理。
（3）学会设计检测试样的光谱透过率的方法。
实验原理
1.单色仪工作原理
光栅单色仪的光路结构如图1所示，入射到光栅单色仪的自然光或复
色光，经入射狭缝S1后投射到球面反射镜M1上。S1处于M1的聚焦面上。因此反射光为平行光束。这束平行光束经闪耀光栅G分光后，分成不同波
长的平行光束以不同的衍射角投向球面反射经M2。球面镜M2起照相物镜
的作用，这些平行光束经过M2、M3反射后成像在他的聚焦面上，从而得
到一系列的光谱。出射狭缝位于球面镜M2的聚焦面上。根据它开启的宽
度大小，允许波长间隔非常狭窄的一部分光束射出狭缝S2。
图1WDG30型光栅单色仪原理图
当旋转转轮带动光栅旋转时，可以在狭缝S2处得到光谱纯度高的不同波长的单色光束。这样单色仪就起到了将入射的复色光分解成一系列独立的单色光的作用。
使用单色仪时首先要用标准光源对单色仪的读数进行校准，本实验光源采用的是高压汞灯，它有404.7nm、407.8nm、435.8nm、546.1nm、577nm、579.1nm几条特征谱线，根据这些谱线可以对单色仪的读数进行校准。
2.锁定放大器工作原理
本实验选用南京大学生产的HB-211型精密双相锁定放大器，它是一种新型正交锁定放大器，能精确地测量被淹没在嗓声、干扰背景中的微弱信号。该锁定放大器采用了多点信号平均和相敏检波联合使用的技术，完成对被测信号同相分量和正交分量的检测。
吸光度与透过率
分光光度法的基本部件
24
现在学习的是第24页，共38页
722型分光光度计结构方框图
《基础分析化学实验》p93
光 分光系 源统
吸收池
检测系统
25
现在学习的是第25页，共38页
分光光度计的主要部件
光源：发出所需波长范围内的连续光谱，有足够 的光强度,
稳定。
可见光区：钨灯，碘钨灯(320～2500nm)
~3.0 ×108m/s λ－波长，单位：m,cm,mm,m,nm,Å
1m=10-6m, 1nm=10-9m, 1Å=10-10m
ν－频率，单位：赫芝（周）Hz 次/秒 n－折射率，真空中为1
4
现在学习的是第4页，共38页
与物质作用
电场向量
Y
Z
磁场向量
现在学习的是第5页，共38页
X
传播方向
5
微粒性 光量子，具有能量。
A=kbc
c
14
现在学习的是第14页，共38页
K 吸光系数 Absorptivity
当c的单位用g·L-1表示时，用a表示，
A＝abc
a的单位: L·g-1·cm-1
当c的单位用mol·L-1表示时，用表示.
－摩尔吸光系数 Molar Absorptivity
A＝ bc
的单位: L·mol-1·cm-1
棉织物的光谱透过率和吸收率
棉织物的光谱透过率和吸收率
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
棉织物是一种非常常见的纺织品，在我们日常生活中随处可见。它轻薄柔软，透气性好，非常适合制作夏季服装和床上用品。棉织物的优点之一就是其透光性强，让人感觉清爽舒适。我们是否真正了解棉织物的光谱透过率和吸收率呢？本文将对这一话题进行深入探讨。
我们需要了解什么是光谱透过率和吸收率。光谱透过率是指光线通过材料后的比例，通常用百分比表示。在这里，我们可以了解到光线在透过棉织物后的强度有多大。而光谱吸收率则是指材料对光线的吸收程度，吸收率越高，意味着材料越不透明。通过测量棉织物的透光性和吸收性，我们可以更好地了解其物理性能和用途。
在UV光线方面，棉织物也表现出较好的透光性。UV光线中的紫外线对人体有害，长时间接触会对皮肤造成伤害。棉织物可以起到一定的屏蔽作用，降低紫外线的穿透。这也是为什么我们在夏天出门时经常选择穿着棉质衣服，以保护皮肤免受紫外线伤害。
在红外线这个波段上，棉织物透光性就略显不足了。红外线是一种热辐射，会被棉织物吸收并转化为热能。因此在寒冷的冬季，穿戴棉质服装可能会减少身体散热，让人感到更温暖。这也是为何棉织物在制作被子、棉袄等保暖用品时表现突出的原因之一。
除了透光性外，棉织物的吸收性也是一个重要指标。一些特定颜
色的棉织物可能会表现出较高的吸收率，这也是为什么夏季我们选择
穿着浅色衣服的原因之一。浅色棉织物吸收热量较少，让人感觉凉爽
舒适。棉织物的吸湿性也是其独特的优点之一。它可以吸收空气中的
湿气，让人感到干燥舒适。这也是为何我们会选择用棉质床上用品的
紫外线透过率阻隔率遮光率怎么测试
紫外线透过率阻隔率遮光率怎么测试
透光率和遮光率测量
1. 开机后按M键切换到模式2
2. 将功率计前端探头窗⼝对准辐射源，此时A和B都显⽰实时功率值，“A”闪动
3. 按OK键定标，锁定功率A即总功率（此时如需重新测定总功率再按OK可以解锁A)，此时“B”开始闪动将被测样品置于光源和功率计探头窗之间，由于被测物的遮
挡辐射功率会被衰减，此时B显⽰的就是透过的光功率，仪器⾃动计算出透过率：
即透过功率占总功率的百分⽐
4. 保存的数据可在模式2下按R键读取，具体操作同模式1
5. 按H键可以锁定数据，按OK键可以保存数据并解除B锁定，如果不需要保存数据则再按H键解除B锁定
太阳光辐射强度测量、光学实验
材料对光线的透光率、遮光率、反射率测量
⽓象、医疗、⾷品、农业等领域
优点
1.测量范围⼤
2.测量精度⾼
3.
⾃动切换量程 4.可测量功率峰值
5.
可测量透光率、遮光率 6.带温度测试功能
7.
可保存100组测试数据 8.中英⽂双语菜单
参数
1.响应光谱：260-380nm
2.响应中⼼：365nm
3.分辨率：1uW/c㎡
4.测量范围：1uW/c㎡-2000W/㎡
4.测量误差：±4%
5.采样频率：3次/秒
6.光窗直径：13mm
7.视窗尺⼨：48*48mm
8.产品尺⼨：132x71x29mm 9.包装尺⼨：185x115x60mm
10.产品净重：120g 11.⼯作电源：4节7号（AAA）
透光率和遮光率测量
1. 开机后按M键切换到模式2
2. 将功率计前端探头窗⼝对准辐射源，此时A和B都显⽰实时功率值，“A”闪动
3. 按OK键定标，锁定功率A即总功率（此时如需重新测定总功率再按OK可以解锁A)，此时“B”开始闪动将被测样品置于光源和功率计探头窗之间，由于被测物的遮
可见光透过率测试
可见光透过率测试
1. 引言
可见光透过率测试是一种用于评估材料透明度的方法。透过率是指光线通过物质时所能穿透的程度。在许多领域，如玻璃制造、建筑设计和光学设备的研发中，对材料的透明度有着极高的要求。本文将就可见光透过率测试的原理、方法和应用进行全面的探讨。
2. 原理
可见光透过率是指波长在380nm到780nm之间的光线通过材料的能力。光线透过材料时会发生折射、散射和吸收等现象，从而影响光线的透过率。透过率可以通过透射光强与入射光强的比值来计算，一般用百分比来表示。
3. 测试方法
3.1 光源选择
可见光透过率测试需要一个稳定的、均匀的光源。常用的光源有白炽灯、荧光灯和LED灯等。根据测试要求选择合适的光源。
3.2 测试设备
可见光透过率测试常用的设备有光谱仪、光度计和样品支架等。光谱仪可以测量光线的波长和强度，光度计可以测量透射光强度。样品支架用于固定和调整样品的位置。
3.3 测试步骤
1.将待测试的样品放置在样品支架上，调整样品的位置以确保光线穿过样品的
中心位置。
2.使用光源产生稳定的光线，保证光线垂直射到样品上。
3.使用光度计测量透射光强度。
4.记录下透射光强度和入射光强度，并计算可见光透过率。
4. 应用
4.1 玻璃制造
在玻璃制造过程中，对玻璃的透明度有着严格要求。通过可见光透过率测试可以评估玻璃的品质，帮助制定合理的玻璃配方和制造工艺，以获得高透明度的玻璃产品。
4.2 建筑设计
在建筑设计中，设计师通常会考虑建筑材料的透明度。可见光透过率测试可以帮助选择合适的玻璃或塑料材料，以满足建筑外立面的透明度要求，同时在室内创造舒适的光照环境。
塑料材料的光学特征检测
Application
塑料材料的光学特征检测
天美（中国）市场部金娜
前言
塑料是一种高度透明的、耐用的光材料。塑料材料的光学性能，主要通过透射率特性、颜色和透明度来评价，并使用专业仪器分光光度计测量透射光谱和反射光谱。这些测量不仅提供光学信息，这些光学信息也可以反映这些材料的紫外线和红外线的防护水平。本文使用日立UH4150型分光光度计检测不同的塑料材料的透过率光谱｡UH4150是测试光学材料方面的专家级仪器，具有平行光束，低偏振等性能，可以提供适合不同应用领域检测的检测器和附件。
实验条件
仪器：日立UH4150型分光光度计
波长 : 330 ～ 2500 nm 狭缝: 紫外(8nm), 近红外(自动 )
扫描速度 : 1200nm/min 采样间隔 : 1 nm
附件：紧贴透过附件(紧贴型）（P/N：1J0-0202）
标准积分球(P/N: 1J1-0121)
实验过程及结果：
如图1所示聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯（PC）四种塑料材料。
图1 四种塑料材料（PMMA、PVC、PET、PC）
图2四种塑料材料（PMMA、PVC、PET、PC）的透过率光谱
由图2可知，四种塑料材料透过率有差别，其中PMMA在可见区透过率最高，四种材料在近红外区透过率光谱的形状各不相同，主要在于化学结构不同导致光学性能差异。
图3 不同厚度的 PMMA材料的透过率光谱
如图3所示不同厚度的 PMMA材料的透过率光谱，PMMA的厚度由2mm-10mm，随着厚度增加透过率降低，另外不同厚度的PMMA材料的都表现出在可见区有高透性能，在近红区有选择性的吸收，透过率相对降低。
红外光谱实验
一、实验目的
（1）了解傅立叶变换红外光谱仪的结构和工作原理。
（2）初步掌握红外光谱的测试和分析方法。
二、实验原理
1基本原理
构成物质的分子都是由原子通过化学键连结而成，分子中的原子与化学键受光能辐射后均处于不断的运动之中。这些运动除了原子外层价电子的跃迁之外，还有分子中原子的相对振动和分子本身的绕核转动。当一束红外光照射物质时，被照射物质的分子将吸收一部分相应的光能，转变为分子的振动和转动能量，使分子固有的振动和转动能级跃迁到较高的能级，光谱上即出现吸收谱带。
通常以波长（口m）或波数（cm-1）为横坐标，吸光度（A）或百分透过率（T%）为纵坐标，将这种吸收情况以吸收曲线的形式记录下来，得到该物质的红外吸收光谱或红外透射光谱，简称红外光谱。
1）透射率（透过率）
0回T=$X100%
式中，Io为入射光强度，I为透射光强度。整个吸收曲线反映了一个化合物在不同波长的光谱区域内吸收能力的分布情况
2）红外光谱区域
通常将红外光谱区按波长分为3个区域，即近红外区、中红外区、远红外区，如表1所示。
4000665cm
3）红外光谱仪的标配检测器波数通常为4000〜400cm"。
分子振动方式
多原子分子中的化学键有多种振动形式，一般分为伸缩振动和弯曲振动两类。各
键的振动频率不仅与这些键本身有关，也受到整个分子的影响。
4）双原子形成化学键的波数
以经典力学来处理分子中化学键的振动:将复杂分子看成是由不同质量的小球和不同倔强系数的弹簧组成的，小球代表原子，弹簧代表化学键。化学键振动近似为弹簧振子。若将双原子看成是质量分别为
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光谱透过率测试实验
实验目的
（1）了解单色仪结构、原理和使用方法；进一步了解锁定放大器的工作原理以及其使用方法。
（2）掌握单色仪的定标方法及用单色仪测定滤光片光谱透过滤的方法。深入理解微弱信号检测的原理。
（3）学会设计检测试样的光谱透过率的方法。
实验原理
1.单色仪工作原理
光栅单色仪的光路结构如图1所示，入射到光栅单色仪的自然光或复色光，经入射狭缝S1后投射到球面反射镜M1上。S1处于M1的聚焦面上。因此反射光为平行光束。这束平行光束经闪耀光栅G分光后，分成不同波长的平行光束以不同的衍射角投向球面反射经M2。球面镜M2起照相物镜的作用，这些平行光束经过M2、M3反射后成像在他的聚焦面上，从而得到一系列的光谱。出射狭缝位于球面镜M2的聚焦面上。根据它开启的宽度大小，允许波长间隔非常狭窄的一部分光束射出狭缝S2。
图1 WDG30型光栅单色仪原理图
当旋转转轮带动光栅旋转时，可以在狭缝S2处得到光谱纯度高的不同波长的单色光束。这样单色仪就起到了将入射的复色光分解成一系列独立的单色光的作用。
使用单色仪时首先要用标准光源对单色仪的读数进行校准，本实验光源采用的是高压汞灯，它有404.7nm、407.8nm、435.8nm、546.1nm、577nm、579.1nm几条特征谱线，根据这些谱线可以对单色仪的读数进行校准。
2.锁定放大器工作原理
本实验选用南京大学生产的HB-211型精密双相锁定放大器，它是一种新型正交锁定放大器，能精确地测量被淹没在嗓声、干扰背景中的微弱信号。该锁定放大器采用了多点信号平均和相敏检波联合使用的技术，完成对被测信号同相分量和正交分量的检测。
并具有动态范围大、漂移小等特点。
仪器原理框图如图2所示，主要包括以下几大部分：输入信号部分、参考信号部分、信号处理部分、单片机功能控制及测量值显示PC机接口部分、电源及其它部分。
图2 HB-211型精密双相锁定放大器原理框图
（1）输入信号通道
输入信号通道由低噪声前置放大器，量程控制放大器，高通、低通滤波器三部分组成。
高通、低通滤波器，是由运算放大器和R,C组成的二阶高通、低通滤波器，原理图如图3所示。由高通、低通滤波器组成带通滤波器，根据待测信号的频率选择高通、低通滤波器的载止频率，组成以待测信号频率为中心的带通特性，抑制干扰，提高仪器的过载能力和动态范围。高通、低通滤波器通截止频率可调。组成的滤波器只能放大被测信号及其频率附近带宽内的噪声，使远离信号频率的噪声或干扰被抑制，达到减小干扰或解除过载的目的。
图3 高通、低通滤波器原理图
（2）参考信号通道
锁定放大器是利用相关接收原理，从噪声或干扰背景中检测微弱信号，因此，他必
须要有一个参考信号通道。参考通道的作用是将外部输入的参考信号(同步信号)，加工成信号处理部分要求的同频方波。经锁相环和分频器组成的倍频电路。对输入信号进行倍频(2f 工作模式)或不倍频(f 工作模式)。f,2f 工作模式根据测量要求，由单片机控制。f,2f 电路的输出去触发宽带相移电路。相移量0°,90°,180°,270°由单片机控制，调节面板旋转能产生0~100°的相移量，此相移器调节的相移量是移动方波的上升沿，用此上升沿去触发由锁相环构成的倍频和分频电路。
（3）信号处理部分
信号处理部分是本仪器的核心，对信号进行多点平均和相关处理，从而能达到从噪声或干扰背景中检测信号，信号处理部分的原理框图如图4所示。
图4 信号处理部分原理框图
由信号通道输出的信号，设为^
sin()s s
V V t ωϕ=+,^
s V
为输入信号的振幅，ϕ为相对于参考信号的相位差。此信号经由参考信号通道输出的f,2f 方波控制的四点平均器进行信号平均。多点信号平均器相当于一个带通放大器，带通的中心频率由参考方波的频率决定，当参考信号频率发生变化时，此带通放大器的中心频率也随着变化。因此，多点信号平均器相当于一个跟踪滤波器，能抑制干扰和噪声。本仪器采用的多点信号平均器是由一个电阻和四个由开关控制的电容器组成，在一个周期内四个开关轮流接通，即每一个电阻电容组成的积分器在四分之一的周期内对信号进行积分。把与参考信号(触发开关的同步信号)同频率的正弦波在四个电容器上积分，在电容上的稳态电压分别为:
^
1[cos cos()]
2
a s V K V π
ϕϕ=-+
^
1[cos()cos()]
2
b s V K V π
ϕϕπ=+
-+
c a V V =-
d b
V V =-
式中1K 为放大倍数，^
s V 为输入信号的幅值，ϕ为输入信号相对于参考信号的相位差。
多点信号平均器的输出信号1V ,通过放大后，与参考信号的调相方波3R V 进行相敏检波，相敏检波器是开关式的相敏检波器，对于控制开关的同频信号相对于1V 的相位差分
别为0°、90°、180°、270°的输出波形对应的直流分量分别是: ^
2cos s K V ϕ、
^
2sin s K V ϕ
、
^
2cos s K V ϕ
-、
^
2sin s K V ϕ
-。2K 是放大倍数。
相敏检波器的开关同步信号是参考信号输出的调相方波3R V 。3R V 与1V 的相位差分别为0°、90°、180°、270°四个频率为1024Hz 的周期依次改变，每一种相位占四分之一周期，因此，相敏检波器的同步开关用3R V 控制，输出信号通过低通滤波和放大后，在多点信号平均器Ⅱ中进行同步积累，由于模拟多点信号平均器的同步开关信号与调相同
步开关是同一个1024Hz 的信号控制的，能保证严格同步。如图4所示。多点信号平均器
Ⅱ的输出波形
3
V ，多点信号平均器内四个电容上轮流输出的电压分别为
^
3cos s K V ϕ
、
^
3sin s K V ϕ
、
^
3cos s K V ϕ
-、
^
3sin s K V ϕ
-。其中K 为总放大倍数。这波形中包含了被测信
号的同相分量^
cos s V ϕ和正交分量^
sin s V ϕ
。
（4）同相、正交分量测量电路
被测信号用直角坐标分量表示，就需测量出同相分量和正交分量信号平均器Ⅱ的输出信号，通过两个电位器进行分压后，分成两路，分别输给同相分量通道和正交分量通道的相敏检波器(PSD)，两通道的电路完全一样，由相敏检波器(PSD)和低通滤波器组成，
所不同的正交PSD 只响应多点信号平均器输出波形中的
^
sin s V ϕ
电压，同相PSD 只响应
^
cos s V ϕ
电压。通过低通滤波器后，最后的输出的直流电压为：同相分量
^
cos x s V K V ϕ
=，
正交分量^
sin y s V K V ϕ
=，很显然，这两个量是相敏的，可以作为矢量电压表使用，或任何一路都可以作为单通道锁定放大器使用。上述两通道的低通滤波器的时间常数，通过
单片机控制。本仪器的测量显示是由A/D 变换及单片机处理后。在液晶屏上同时显示
x
V ，
y
V 两分量。
实验仪器
锁定放大器、光栅单色仪、溴灯、斩光器、高压汞灯、会聚透镜、滤光片等。 锁定放大器的使用
1.信号输入
被测信号可以有两个输入端
A V ,B
V 输入，它们为超低噪声前置放大器的两个输入端。