用光学多通道分析器进行光谱定性分析(课题)

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实验31原子发射光谱观测分析(实验报告)

实验31（A ）原子发射光谱观测分析【实验目的】1．学会利用光学多通道分析器的方式2．通过对钠原子光谱的研究了解碱金属原子光谱的一样规律3．加深对碱金属原子中外层电子与原子核彼此作用和自旋与轨道运动彼此作用的了解【实验仪器】光学多通道分析器、光学平台、汞灯、钠灯、运算机【原理概述】钠属碱金属原子类，碱金属原子和氢原子一样，都只有一个价电子。

但在碱金属原子中除一个价电子外，还有内封锁壳层的电子，这些内封壳层电子与原子核组成原子实。

价电子是在原子核和内部电子一起组成的力场中运动。

原子实作用于价电子的电场与点电荷的电场有显著的不同。

专门是当价电子轨道贯穿原子实时（称贯穿轨道），这种不同就更为突出。

因此，碱金属原子光谱线公式为：()()222*12*211~l l n R n R n n R μμν--'-'=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=' 其中ν~为光谱线的波数；R 为里德堡常数。

n '与n 别离为始态和终态的主量子数*2n 与*1n 别离为始态和终态的有效量子数 l '与l 别离为该量子数决定之能级的轨道量子数l ''μ与l μ别离为始态和终态的量子缺（也称量子更正数，量子亏损）依照就的波尔理论，在电子轨道愈接近原子中心的地址，μ的数值愈大。

当轨道是贯穿轨道实，μ得数值还要大些。

因为这时作用在电子上的原子核的有效电荷Z eff 有专门大程度的改变。

在超级靠近原子核的地址，全数核电荷作用在电子上。

而距离很远的，原子核被周围电子屏蔽，以致有效核电荷1→eff Z 。

因此s 项的μ值最大，而对p 项来讲就小一些，关于d 来讲还更小，由此类推。

因此量子缺μ的大小直接反映原子实作用于价电子的电场与点电荷近似偏离的大小关于钠原子光谱分如下四个线系主线系：s np 3~→=ν锐线系：p ns 3~→=ν漫线系：p nd 3~→=ν基线系：d nf 3~→=ν关于某一线系谱线的波数公式可写为：()2~l nT n R A μν--= 其中为常数，称为固定项。

多道光谱仪测光谱并光谱分析实验报告

近代物理实验实验报告实验课题：使用光学多道测量光谱与光谱分析班级：物理学061姓名：任军培学号：06180130指导老师：方允樟2008年11月21日一、摘要：本实验通过使用光学多道测量光谱了解和学会使用光学多道分析仪，并学会了通过光学多道分析仪分析氢、氮、氦、氖等光谱。

测量了氢光谱的巴尔末系中Hα、Hβ，Hγ，Hδ四种谱线的波长和里德伯常数。

二、关键词：光学多道分析器里德伯常数光谱三、引言：常用的光谱涉及的波段从X射线，紫外线，可见光，红外线，微波到射频波段。

所以光谱技术是研究物质微观结构的重要手段，它被广泛地应用于医学，生物，化学，地质考古，冶金等许多场所。

光谱实验的数据为了解原子、分子和晶体等精细结构提供了重要依据。

而光学多通道分析器是用平面光栅衍射的方法获得多级衍射光的仪器，用它可对给定波长范围的单色光进行光谱分析，与单缝，双缝衍射相比，平面光栅衍射具有衍射本领大，衍射光线亮，分辨率高等特点。

因而在特征谱线分析中有着广泛的应用。

本实验通过测量各种气体灯光的原子在可见光波段的发射光谱使大家了解光谱与微观结构（能级）间的联系和学习光谱测量的基本方法。

四、正文：1、实验原理衍射包括单缝衍射，双缝衍射和光栅衍射。

它们都可用来测量光波的波长，但由于单缝衍射，双缝衍射在各级衍射的分辨率与亮度存在矛盾，而光栅正好解决了两者间的矛盾，所以实验中大多采用平面光栅来做实验。

光栅一般分两类，一类是透射式(见图1)，另一类是反射式(见图2)。

透射式光栅是在一块平面透明的玻璃板上刻上平行，等间距又等宽的直痕，刻痕部分不透光，两刻痕间能透光，相当于狭缝。

相邻刻痕间的距离d称为光栅常数。

反射式光栅是在镀有金属层的表面上刻划斜的平行等间距刻痕，斜面能反射光。

本实验用反射式平面光栅。

图1平面透射光栅图2平面反射光栅利用现代电子技术和计算机技术接收和处理某一波长范围内光谱信息的光学多通道分析与检测系统的基本框图如图3所示。

[实验报告]用光学多道分析器研究氢原子光谱

用光学多道分析器研究氢原子光谱摘要：使用光学多道分析器测定氢原子巴尔末系中,,H H H αβγ的波长，并利用所测的波长拟合计算出氢原子的里德伯常量。

关键词：光学多道分析器，氢原子光谱，巴尔末系，里德伯常量THE STUDY OF HYDROGEN ATOMIC SPECTRUM WITHOPTICAL MULTICHANNEL ANALYZERAbstract ：By using theoptical multichannel analyzer (OMA), this article will measure out the wavelength of ,,H H H αβγ in the Balmer series of hydrogen atomic spectrum, and work out the Rydberg constant of hydrogen atom by using the wavelength above.Keywords ：OMA, hydrogen atomicspectrum, Balmer series, Rydberg constant1 引言根据玻尔(N.Bore)氢原子理论，氢原子的能级公式为：()()432021,1,2,3...8e E n n h nμε=-⋅= 电子从高能级跃迁到低能级时，发射的光子能量为两能级间的能量差，即 m n h E E ν=-，得到氢原子跃迁时波长与能级关系式为：()()22111H T n T m R n m λ⎛⎫=-=⋅- ⎪⎝⎭式中H R 称为氢原子的里德伯常数，单位是1m -，()T n 称为光谱项，它与能级()E n 是对应的．可得氢原子各能级的能量()21H E n R ch n =-⋅式中-1584.1356710, 2.9979210-1h=eV s m s c ⨯⋅=⨯⋅从能级图可知，从3≥m 至2n =的跃迁．光子波长位于可见光区．其光谱符合规律()22111,3,4,5 (2)H R m m λ⎛⎫=⋅-= ⎪⎝⎭ 这就是1885年巴耳末发现并总结的经验规律，氢原子光谱的该线系被称为巴耳末系．当m 分别取3,4,5,6时，对应谱线即,,H H H αβγ和H δ四条线，根据22111~2m λ⎛⎫- ⎪⎝⎭图像斜率可得里德伯常数值。

光学多通道分析实验报告

实验小论文基本要求一、论文题目：（光谱分析仪在……的应用；关于光谱……的研究；基于光谱分析的……应用等）二、引言：（主要说明本次实验的一些现实意义及个人在学习之后的观感、收获等）三、实验原理：（必须结合自己的实验来进行描述，不可以照抄已知的实验原理，结合自己的实验，可选择的实验项目来进行。

）四、实验内容：（主要说明这个实验是如何做的，同学可以自己选择一个与本专业相关且可以应用上光谱分析仪的知识点到实验室来做，要求在其他同学正常上实验的时间。

）五、实验现象：（如有数据要做数据处理，没有数据的，说明实验的基本结论。

）六、前景展望：（主要体现在光谱仪在未来的实际应用上）七、参考文献：（书籍：写明编者、出版社、出版日期；论文：写明论文所在期刊的刊名、发表的年、月、日，期数[注意要结合实验的现有条件来写]）【以上是论文形成过程中必须有的基本步骤】八、页数要求：（正常稿纸情况下，至少五整页。

同时还要附上所打印的实验现象部分。

二者合在一起，至少六页）九、实验报告上交要求：（将所写的论文夹在实验报告（已写预习报告那份）中间，于一星期以后上交，否则该实验无成绩，且不允许参加期末实验笔试。

）十、实验室要求：（不允许在计算机使用任何外带的软盘及移动存储盘，一经发现，预以没收，并且禁止继续做实验，不允许参加期末考试。

）物理实验室2006年11月2日星期四<PIXTEL_MMI_EBOOK_2005>3光谱仪( Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线，。

阳光中的七色光是肉眼能分的部分(可见光)，但若通过光谱仪将阳光分解，按波长排列，可见光只占光谱中很小的范围，其余都是肉眼无法分辨的光谱，如红外线、微波、紫外线、X射线等等。

通过光谱仪对光信息的抓取、以照相底片显影，或电脑化自动显示数值仪器显示和分析，从而测知物品中含有何种元素。

使用光学多道测量光谱实验报告

使用光学多道测量光谱实验报告摘要光学多道利用现代的光电技术—CCD来实现对光谱的接收、测量和处理。

本文简单的阐述了光学多道仪的简要历史背景，仪器的结构原理，在此理论基础上通过实验对钠谱进行测量与误差分析。

本实验最主要的是掌握了一种科学的定标思维与方法，日后将会得到广泛的应用。

关键词光学多道仪；定标；钠光谱正文光谱分析是研究物质微观结构的重要方法，它广泛应用于化学分析、医药、生物、地质、冶金和考古等部门。

常见的光谱有吸收光谱、发射光谱和散射光谱。

涉及的波段从x射线、紫外光、可见光、红外光到微波和射频波段。

本实验通过测量发光二极管发射光谱，使大家了解发光二极管的主要光学特性和光谱测量的基本方法。

光学多通道分析器是集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体的精密仪器，能够更为精确的进行光谱测量。

它的结构和工作原理较为复杂，但由于使用了计算机技术而使得操作过程非常方便。

本实验通过对汞灯定标和测量发光二极管的光谱从而达到了解光学多通道分析器的工作原理，理解光谱测量与分析的重要性，并掌握操作方法的目的。

一、历史背景传统的光谱测量技术由于受到光谱分辨率、灵敏度、时间、分析速度的限制，已经不适应科学技术的发展和应用的需要。

20世纪60年代激光科学技术特别是可调谐激光技术的发展，新型光谱探测元件及探测技术的发展，光电二极管自校准技术和微弱光谱信息的接收技术和处理技术以及微处理机的应用，使光谱测量技术的发展产生了一个革命性的变化，进入了一个新的发展时期。

传统的摄谱仪、光电分光光度计等光谱仪已逐渐被光学多道分析仪OMA（Optical Multi-channel Analyzer）所取代。

随着原子吸收技术的发展，推动了原子吸收仪器的不断更新和发展，而其它科学技术进步，为原子吸收仪器的不断更新和发展提供了技术和物质基础。

近年来，使用连续光源和中阶梯光栅，结合使用光导摄象管、二极管阵列多元素分析检测器，设计出了微机控制的原子吸收分光光度计，为解决多元素同时测定开辟了新的前景。

用光学多通道分析器进行光谱定性分析(课题)

用光学多通道分析器进行光谱定性分析每种物质都有其独特的分子和原子结构、运动状态和相应的能级分布，物质运动状态变化时会形成该物质所特有的分子光谱或原子光谱，称特征光谱线。

通过光谱观测获取物质内、外信息，就是光谱分析。

根据光谱形成的机理，光谱分析可分为发射光谱分析、吸收光谱分析、散射光谱分析、荧光光谱分析等几大类；从分析目的来看，可分为光谱定性分析、光谱半定量分析和光谱定量分析。

本实验仅进行光谱定性分析。

预习要求调研单色仪的分光原理，了解闪耀光栅的结构和应用，设计方案利用氢光谱测量里德堡常数。

调研CCD的结构和工作原理。

实验仪器WGD—6型光学多道分析器，由光栅单色仪，CCD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1所示。

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反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束经物镜M3成像在S2上。

M2、M3 焦距302.5mm光栅G 每毫米刻线600条闪耀波长550nmS2 CCD接收单元 S3观察窗M4 转镜转动M4可实现S2和S3之间的转换实验原理1．单色仪简介单色仪是用来从具有复杂光谱组成的光源中，或从连续光谱中分离出“单色光”的仪器。

所谓“单色光”是指相对于光源的光谱形成而言，其波长范围极狭窄、以致可以认为只是单一波长的光。

世界各国生产了种种不同类型的单色仪，为了结构设计和使用方便，极大多数单色仪都采用恒偏向系统，因而仪器的入射狭缝和出射狭缝都可安装在固定不变的位置，只要旋转色散棱镜、光栅或自准直反射镜即可实现波长调节，从出射狭缝射出不同波长的单色装束。

单色仪的基本性能指标（1）工作波长范围工作波长范围表明单色仪输出的、能满足工作要求的单色光束所能覆盖的波长范围。

光学多通道分析器的应用之测量光谱

光学多通道分析器的应用之测量光谱杨树刚2012级海洋环境学院海洋科学类学号12010002059摘要：利用光学通道分析器，分别研究白炽灯、节能灯、红、黄、暖、绿和蓝这几种可见光的光谱，并且分析了不同品牌的手机发出的灯光的光谱，发现其光谱基本一致，得出结论：不同品牌收的发出的光相同。

然后分别叠加了几种光，再利用光学通道分析器分析其混合光谱，发现混合光不同波长的吸收强度等于其分别的不同波长的吸收强度的叠加之和。

关键词：光学通道分析器、光谱、手机光、混合、吸收强度、波长1.引言光谱（spectrum）光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，全称为光学频谱。

光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分，在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。

人们对光谱的研究已有一百多年的历史了。

1666年，牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种颜色的光谱，他发现白光是由各种颜色的光组成的。

这是可算是最早对光谱的研究。

，随着对光谱的研究越来越深刻，光谱的应用也越来越广泛，例如可以利用光谱来推断光的组成等等2.正文2.1 不同颜色光的光谱分析green 1（绿光的光谱）blue 1（蓝光的光谱）jienengdeng 1（节能灯的灯光光谱）purple 1（紫光的光谱）red 1（红光的光谱）warm 1（暖光的光谱）white 1（白炽灯的灯光光谱）以上就是分别用光学通道分析仪测出的七种不同颜色的光谱，可以看出：黄光的光谱在波长530~660nm之间的吸收度比较大；紫光的光谱在波长440~500nm之间的吸收度比较大；红光的光谱在波长610~650nm之间的吸收度比较大；绿光的光谱在波长500~560nm之间的吸收度比较大；蓝光的光谱在波长430~480nm之间的吸收度比较大；白炽灯光的光谱在波长500~620nm之间的吸收度比较大；节能灯光的光谱在不同波长的吸收度具有跳跃性。

用光学多道分析器研究氢原子光谱

用光学多道分析器研究氢原子光谱俞维民（物理科学与技术学院物理学基地班学号：2008301020001）摘要：使用光学多道分析器测定氢原子巴尔末系中HαHβHγHδ波长，并利用所测的波长拟合计算出氢原子的里德伯常量。

关键词：光学多道分析器，氢原子光谱，巴尔末系，里德伯常量THE STUDY OF HYDROGEN ATOMIC SPECTRUM WITH OPTICALMULTICHANNEL ANALYZERAbstract:By using the OMA, this article will measure out the wavelength ofHαHβHγHδin the Balmer spectrum, and work out the Rydberg constant of hydrogenatom by using the wavelength above.Keywords: Optical Multichannel Analyzer, Hydrogen atom spectrum, Balmer spectrum, Rydberg constant1.引言：下图为氢原子的能级图．根据玻尔理论，氢原子的能级公式为：（34-1）式中称为约化质量，m e为电子质量，M为原子核质量．氢原子的等于1836.15。

电子从高能级跃迁到低能级时，发射的光子能量hν为两能级间的能量差如以波数表示，则上式为式中R H 称为氢原子的里德伯常数，单位是m -1，T(n)称为光谱项，它与能级E(n)是对应的．从R H 可得氢原子各能级的能量式中-1584.1356710, 2.9979210-1h=eV s m s c ⨯⋅=⨯⋅从能级图可知，从3≥m 至2n =的跃迁．光子波长位于可见光区．其光谱符合规律这就是1885年巴耳末发现并总结的经验规律，称为巴耳末系．2. 实验原理：由于H α线波长为656.28nm ，H δ波长为410.17nm ，波长间隔246nm 超过CCD 一帧159nm 范围，无法在同屏中观察到，故需分两次观察测量。

光学多道实验报告

光学多道【摘要】本次实验利用光学多道分析仪，研究H 的同位素光谱，了解H 、D 原子谱线的特点，学习光学多道分析仪的使用方法及基本的光谱学技术。

本次实验首先利用CCD 进行测量，利用氦的光谱作为标准对H 光谱进行标定。

之后利用光电倍增管进行扫频，观察H 、D 谱线分裂。

利用所得谱线数据计算电子与质子质量比。

关键词：H 光谱、D 光谱、CCD 、光电倍增管一、引言光谱学在众多物理学科中占有极为重要的地位、在其他学科中也有重要应用。

光谱学史乃至近代物理学史上，氢光谱的实验和理论研究都占有特别重要的地位。

1885年瑞士物理学家巴耳末就发现了可见光区H 光谱波长的规律，即巴耳末公式，这些谱线构成的谱线系称为巴耳末系。

由于H 原子和D 原子的核外都只有一个电子，故光谱极为相似。

但由于原子核质量不同，H 、D 对应的谱线的波长稍有差别，这种差别被称为“同位素位移”。

本实验利用光学多道分析仪研究H 的同位素光谱，了解H 、D 原子谱线的特点，学习光学多道分析仪的使用方法及基本的光谱学技术。

二、实验原理 1.原子能级及巴耳末系在量子化的原子体系中，原子能量状态⋯⋯21E E ，为一系列分立的值，每一个能量状态称原子的一个能级。

能量最低的状态称为原子的基态，高于基态的其余各能级称为原子的激发态。

处于高能级的原子，总是会自发跃迁到低能级，并发射出光子。

设光子能量为ε，频率为ν，高能级为2E ，低能为 1E ，则12-h E E ==νε （公式1） h-12E E =ν（公式2）由于原子能级是分立的，所以当原子由高能级向低能级跃迁时，会发出一些特定频率的光，这些光在分光仪上表现为一条条分立的谱线，称为“线性光谱”或“原子光谱”。

这些频率由巴耳末公式确定。

对H 原子有）（1221n 1-n 11HHR =λ （公式3）式中H R 是H 原子的里德伯常量。

当⋯⋯==，，4,3,2n 1n 时，所对应的线系为赖曼系，位于紫外光区；当⋯⋯==，，4,3,2n 2n 21时，所对应的线系为巴耳末系，大部分位于可见光区；当⋯⋯=5,4,3n 1时，处于其他线系，都在红外光区。

光学多道测量光谱

使用光学多道测量光谱摘要：本文介绍了电荷耦合器件（CCD）成像原理，以及光学多道分析器（OMA）多道快速检测和显示微弱光谱信号的方法，并利用汞灯的特征光谱线长进行定标，测量钠灯和氢氘灯的光谱，为分析金属种类和金属特征谱线长提供简便方法。

关键词：Hg光谱波长定标光栅多色仪传统的光谱测量技术由于受到光谱分辨率、灵敏度、时间、分析速度的限制，已经不再适应科学技术的发展和应用的需要。

20世纪60年代激光科学特别是可调谐激光技术的发展，新型光谱探测元件及探测技术的发展，光电二极管自校准技术和微弱光谱信息的接收技术和处理技术以及微处理机的应用，使得光谱测量技术的发展产生了一个革命性的变化，进入了一个新的发展时期。

传统的摄谱仪、光电分光光度计等光谱仪已经逐渐被光学多道分析仪OMA所取代。

它集信息采集、处理、存储等功能于一体。

CCD自1970年问世以后，发展迅速，应用广泛。

它具有自扫描，光谱范围宽，动态范围大，体积小，功耗低，寿命长，单色性高等优点，已应用于光谱分析仪器上，将它置于光谱仪的光谱面，一次曝光可获得整个光谱，且易于计算。

CCD图象器件用于OMA的仪器迅速增长，大大提高了光谱分析的精度和效率。

1.实验原理1.1电荷耦合器件（CCD）电荷耦合器件是一种以电荷量表示光量大小，用耦合方式传输电荷量的新型器件。

它具有自扫描、光谱范围宽、动态范围大、体积小、功耗低、寿命长、可靠性高等一系列优点。

CCD 基本结构和MOS(金属一氧化物一半导体)器件一样，衬底是硅半导体。

如图1，硅表面有一层二氧化硅薄膜，再上面是一层金属，作为电极。

这样，在硅和电极之间形成一个小电容，在其两端加一偏压就产生一个与硅表面垂直的电场。

如果衬底是 p 型 Si ，金属电极置于高电位，电场的方向则从金属指向 p 型半导体。

在金属界面积累了一层正电荷，p 型半导体界面处的空穴被排斥，只剩下带负电荷的受主杂质离子，形成一耗尽层。

耗尽层的杂质离子是不能自由移动的，对导电作用没有任何贡献。

使用光学多道测量光谱(实验报告)

（实验报告）使用光学多道测量光谱【摘要】传统光谱仪的色散元件为棱镜和光栅，测量结果的准确性不高。

随着时间的发展，光谱仪的概念也在发展、变化。

本实验我们采用光学多道仪来测量未知光的光谱，可以直接从电脑上读出，非常方便。

利用已知Hg光的特征谱线的波长进行定标，然后利用所得的道数和波长的转换关系，测量钠光谱线的波长。

通过本实验，我们能了解到另一种测量光谱波长的实验方法，并能掌握光栅光谱仪的使用以及其中的一些原理和方法。

【关键词】光谱测量、定标、电荷耦合器件（CCD）、光学多通道分析器（OMA）。

【引言】传统的光谱测量技术由于受到光谱分辨率、灵敏度、时间、分析速度的限制，已经不再适应科学技术的发展和应用的需要。

传统的摄谱仪、光电分光光度计等光谱仪已经逐渐被光学多道分析仪OMA所取代。

OMA是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器，它集信息采集、处理、存储等功能于一体。

由于OMA不再使用感光乳胶，避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理、测量工作，使传统的光谱技术发生了根本的改变，大大改善了工作条件，提高了工作效率；使用OMA分析光谱，测量准确迅速、方便，且灵敏度高、响应时间快、光谱分辨率高，测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机、绘图仪输出。

目前，它已被广泛使用于几乎所有的光谱测量、分析及研究工作中，特别适应于对微弱信号、瞬变信号的检测。

【正文】CCD工作原理CCD是一种用耦合方式传输电荷量并用电荷量来表示光强大小的器件。

它具有自动扫描，光谱范围宽，动态范围大，体积小，功耗低，寿命长，可靠性高等优点。

将CCD一维线阵放在光谱面上，一次曝光就可获得整个光谱。

光学仪器中的光谱分析技术

光学仪器中的光谱分析技术光谱分析技术是一种广泛应用于光学仪器中的重要技术。

通过对物质的光谱特性进行分析，可以获得物质的组成、结构和性质等信息，为科学研究和工业应用提供了重要的支持。

本文将从光谱分析的基本原理、常见的光谱分析仪器以及光谱分析在不同领域的应用等方面进行探讨。

光谱分析的基本原理是基于物质与光的相互作用。

当光通过物质时，会发生吸收、散射或透射等过程，从而产生特定的光谱特征。

根据这些特征，可以推断出物质的组成和性质。

光谱分析技术包括吸收光谱、发射光谱、拉曼光谱等多种形式，每种光谱都有其独特的应用领域。

在光谱分析仪器中，常见的有紫外可见分光光度计、红外光谱仪、质谱仪等。

紫外可见分光光度计主要用于分析物质的吸收光谱，可以确定物质的浓度和反应动力学等。

红外光谱仪则用于分析物质的红外吸收光谱，可以鉴定有机物的结构和功能基团等。

质谱仪则是一种高灵敏度的光谱分析仪器，可以通过物质的质谱图谱确定其分子结构和质量。

光谱分析技术在不同领域有着广泛的应用。

在材料科学领域，光谱分析可以用于研究材料的光学性质、电子结构和表面形貌等。

例如，通过红外光谱仪可以分析材料的化学键类型和键强度，为材料的合成和改性提供指导。

在环境监测中，光谱分析可以用于检测大气污染物、水质污染物和土壤污染物等，为环境保护和治理提供数据支持。

在生命科学中，光谱分析可以用于研究生物分子的结构和功能，如蛋白质、核酸和多肽等。

通过质谱仪的应用，可以鉴定蛋白质的氨基酸序列和修饰情况，为生物医药研究提供重要的依据。

除了以上领域，光谱分析还在食品安全、能源开发和制药等领域有着广泛的应用。

在食品安全中，光谱分析可以用于检测食品中的添加剂、农药残留和重金属等有害物质，保障人们的饮食安全。

在能源开发中，光谱分析可以用于研究太阳能电池材料和催化剂等，提高能源利用效率。

在制药领域，光谱分析可以用于药物的质量控制和药效评价，确保药品的安全性和有效性。

总之，光谱分析技术在光学仪器中具有重要的地位和应用价值。

用光学多道分析器研究氢原子光谱

用光学多道分析器研究氢原子光谱摘要：光谱是光的频率和强度的分布关系图，是研究物质微观结构的一个重要途径。

在本实验中，使用光学多道分析器来测量氢原子的巴耳末系的,,,H H H H αβγδ的波长，并利用所测波长计算里德伯常量。

关键词：氢原子光谱、汞灯定标、光学多道分析器、巴耳末系、里德伯常量实验目的：1：测定氢原子巴耳末系发射光谱的波长的氢的里德伯常量。

2：了解氢原子能级与光谱的关系，画出氢原子的能级图。

3：了解光学多道分析器的原理和使用方法。

实验原理：根据玻尔理论，氢原子的能级公式为()()432021,1,2,,=81/1836.15e e e em e E n n m M h n m M Mm μμε=-=+ 其中称为约化质量，为电子质量，为原子核质量，氢原子的为。

电子从高能级跃迁到低能级时，发射的光子能量h ν为两能级间的能量差()()(),h E m E n m n ν=->，如以波数1/σλ=表示，则上式为()()()()2211H E m E n T n T m R hc n m σ-⎛⎫==-=- ⎪⎝⎭，式中H R 为氢原子里德伯常量，()T n 称为光谱项，它与能级()E n 是对应的，从H R 可得氢原子各能级的能量()21H E n R ch n=- ，式中1584.1356710eV s, 2.9979210/h c m s -=⨯⋅=⨯。

从3m ≥至2n =的跃迁，光子的波长位于可见光区，其光谱符合规律()2211,3,4,5,2H R m m σ⎛⎫=-=⎪⎝⎭，这是巴耳末发现并总结的经验规律，称为巴耳末系，氢原子的莱曼系位于紫外，其他线系均位于红外。

实验仪器：光学多道分析器是利用现代电子技术接收和处理某一波长范围内光谱信息的光学多通道检测系统。

多色仪及光源部分的光路见图1，图1光源S 经透镜L 成像于多色仪的入射狭缝S 1,，入射光经平面反射镜M 1转向90 ，经球面镜M 2反射后成为了平行光射向光栅G ，衍射光经球面镜M 3和平面镜M 4成像于观察屏P 。

光学多道测量光谱

光学多道测量光谱物理071班陈文龙 07180118摘要: 利用光学多道分析系统，在已知光谱的情况下，分析可见光区的Hg 的特征谱线，采用Hg 的404nm 和579nm 进行线性定标，然后得到道数与波长的转换关系。

然后利用所得到的道数与波长的转换关系，通过纳光的光谱来测量纳光的波长。

在此基础上，通过实验了解光栅光谱仪的组成及工作原理，掌握光栅光谱仪分析光谱的方法。

关键词：光学多道、光谱、定标、道数、特征谱线引言:光谱学是光学的一个分支学科，主要研究各种物质光谱的产生及其同物质之间的相互作用。

各种光由于产生条件的不同，它们的光谱都具有各自的特征。

通过对光谱的研究人们可以得到：原子、分子等的能级结构、能级寿命、电子组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面的信息。

传统的光谱测量技术由于受到光谱分辨率、灵敏度、时间、分析速度的限制，已经不适应科学技术的发展和应用的需要。

传统的摄谱仪、光电分光光度计等光谱仪已逐渐被光学多道分析仪OMA 所取代。

正文：1、实验原理光学多通道分析仪原理为平行光束入射到平面光栅G （光栅平面的方位可由精密机械调节）时，将发生衍射，衍射时有光栅方程：sin ,0,1,2d k k θλ==±±式中d 是光栅常数，λ是入射光波长，k 是衍射级次，θ为衍射角。

由光栅方程可知，当光栅常数d 一定时，不同波长的同一级主最大，除零级外均不重合，并且按波长的大小，自零级开始向左右两侧，由短波向长波散开。

每一波长的主最大，在光栅的衍射图样中都是很细、很锐的亮线。

由dsinθ=kλ可知，级次间距对应cos ,/(cos )d d θθλθλθ∆=∆=，当角度θ较小的时，角度间隔∆θ最小，当角度θ增加时，角度间隔∆θ增加。

光学多通道实验报告

实验一、光学多道分析器的应用薛清峰、周庆杰【摘要】光学多道分析器集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体，可测出未知光谱的波长等功能，目前已广泛应用于科研机构作为光谱分析之用。

【关键字】光谱、汞灯、多通道分析器【引言】光学多道可看成是多个单色仪同时对光的测量，即同时测量光强在各个波长上的分布。

光学多道的测量效率大大提高，这对于需要大量测量数据的实验来说是非常必要的。

光谱分析是研究物质微观结构的重要方法，它广泛应用于化学分析、医药、生物、地质、冶金和考古等部门。

常见的光谱有吸收光谱、发射光谱和散射光谱。

涉及的波段从X 射线、紫外线、可见光、红外线到微波和射频波段。

光学多道分析器是集光学、精密机械、电子学、计算机技术与一体的精密仪器，能够更为精密的进行光谱测量。

它的结构和工作原理较为复杂，但由于使用了计算机技术而使得操作过程非常方便。

本实验通过对汞灯定标从而达到了解光学多道分析器的工作原理，理解光谱测量与分析的重要性，并掌握操作方法的目的。

【实验目的】1.了解光学多通道分析器的结构原理2.学习光学仪器的校正方法3掌握用光学多通道分析器测量未知光谱的方法【实验仪器】WGD-6型光学多通道分析器、汞灯、紫外线灯、发光二极管（红、黄、绿）波长范围300－900nm焦距302.5mm相对孔径D/F＝1/7分辨率优于0.2nm波长精度≤±0.2nm波长重复性≤0.1nm杂散光≤10－3CCD(电荷耦合器件) 接收单元 2048光谱响应区间 300－900nm积分时间 1－88档重量20kg【实验原理】一、结构原理WGD-6型光学多道分析器，由光栅单色仪，CCD 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1-1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反射成平行光束投向平面光栅G 上，衍射后的平行光束经物镜M3成像在S2上。

光谱定性分析实验报告

光谱定性分析实验报告1. 引言光谱定性分析是一种常用的实验方法，通过对物质在不同波长下的吸收或发射光谱进行观察和分析，可以确定物质的成分、性质以及其他相关信息。

本实验旨在通过光谱定性分析的方法，对给定的几种物质进行鉴定和分析。

2. 实验材料和方法2.1 材料•溶液：待测物质溶液A、B、C、D•光谱仪：XX型光谱仪•试管：4个2.2 方法1.将待测物质溶液A、B、C、D分别取少量加入4个试管中；2.打开光谱仪，调整波长范围为可见光范围；3.依次将试管中的溶液放入光谱仪中，记录下每种溶液的吸收或发射光谱；4.根据吸收或发射光谱的特征，对每种溶液进行定性分析。

3. 实验结果3.1 溶液A的光谱溶液A在可见光范围内呈现出红色光谱，表明溶液A中存在某种物质吸收了其他波长的光，只能反射红色光。

3.2 溶液B的光谱溶液B在可见光范围内呈现出蓝色光谱，表明溶液B中存在某种物质吸收了其他波长的光，只能反射蓝色光。

3.3 溶液C的光谱溶液C在可见光范围内呈现出绿色光谱，表明溶液C中存在某种物质吸收了其他波长的光，只能反射绿色光。

3.4 溶液D的光谱溶液D在可见光范围内呈现出黄色光谱，表明溶液D中存在某种物质吸收了其他波长的光，只能反射黄色光。

4. 结果分析根据实验结果，我们可以初步判断溶液A、B、C、D中分别存在某种物质，使得它们只能反射红色、蓝色、绿色和黄色光。

进一步分析这些物质的光谱特征，结合已知的化学物质的吸收光谱，可以进一步确定溶液A、B、C、D中物质的成分和性质。

5. 结论通过光谱定性分析的方法，我们成功鉴定了溶液A、B、C、D中存在的物质分别为某种吸收红色、蓝色、绿色和黄色光的物质。

进一步的定性分析还需要综合其他实验数据和化学知识。

6. 总结光谱定性分析是一种重要的实验方法，通过观察和分析物质的光谱特征，能够快速确定物质的成分和性质。

在实验过程中，我们需要注意选择合适的光谱仪、调整波长范围，并结合化学知识对光谱结果进行分析和解释。