光学多通道分析器研究光谱
多通道光谱仪用途_概述及解释说明
多通道光谱仪用途概述及解释说明1. 引言1.1 概述多通道光谱仪是一种能够同时测量多个波长的光谱仪器。
它通过将入射光分为不同的频段，并使用多个通道进行检测，可以获得物体或样品在不同波长下的吸收、反射或发射光谱信息。
这种仪器广泛应用于许多领域，如农业、环境监测和医学等。
1.2 文章结构本文将围绕多通道光谱仪展开讨论。
首先，我们会给出多通道光谱仪的定义和工作原理，探讨其与传统单通道光谱仪的区别。
然后，我们会详细介绍多通道光谱仪在农业、环境监测和医学领域中的具体应用案例。
接着，我们会分析多通道光谱仪的优势和局限性，并提出改进方法。
最后，我们将总结全文，并对未来多通道光谱仪技术发展进行展望。
1.3 目的本文的目的是全面概述和解释说明多通道光谱仪的用途。
通过深入了解该技术在不同领域中的应用，读者将能够更好地了解多通道光谱仪的优势和局限性，并为其在实际应用中做出准确判断和合理选择。
此外，本文也旨在促进多通道光谱仪技术的进一步发展和创新，在不同领域的研究与应用中发挥更大的作用。
2. 多通道光谱仪的定义和原理2.1 什么是多通道光谱仪多通道光谱仪是一种能够同时获取多个波段信息的科学仪器。
与传统的单通道光谱仪相比，多通道光谱仪具有高度的灵活性和效率。
2.2 多通道光谱仪的工作原理多通道光谱仪基于分光技术，通过将入射光分散成不同波长的组分，再由不同探测器采集并转换为电信号进行处理。
首先，入射的白色或连续波长范围内的光线被通过一个入口镜头或纤维导光束引入到多通道光谱仪中。
接下来，该光线经过一个分散元件（例如棱镜或衍射栅）被拆解成不同波长（频率）组成的子波。
每个子波将进一步沿着其特定路径传播，并在前置滤波器、景深装置和透镜组等分钟级系统中进行处理和对准。
然后，这些经过预处理的子波将投射到一个称为像差矫正板（CCD）或其他形式的探测器上。
探测器通过将光信号转化成电信号来捕获每个波长的强度，并将其转发到一个数字计数器或模数转换器进行数字化处理。
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。
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 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。
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。
光谱分析仪的主要用途和应用领域
光谱分析仪的主要用途和应用领域你清楚吗？不清楚的快来看看小编为您汇总的吧！根据现代光谱仪器的工作原理，光谱仪可以分为两大类：经典光谱仪和新型光谱仪。
经典光谱仪器是建立在空间色散原理上的仪器;新型光谱仪器是建立在调制原理上的仪器.经典光谱仪器都是狭缝光谱仪器.调制光谱仪是非空间分光的，它采用圆孔进光。
根据色散组件的分光原理，光谱仪器可分为:棱镜光谱仪，衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。
光学多道分析仪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，手持式矿石分析仪，它集信息采集，处理，存储诸功能于一体。
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，岩矿石分析仪供应，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，测盆准确迅速，钼矿石分析仪，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，它己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。
一般分为两类，一种是光栅扫描的，很少使用；另一种是迈克尔逊干涉仪扫描的，称为傅立叶变换红外光谱，这是目前广泛使用的。
光栅扫描的是利用分光镜将检测光(红外光)分成两束，一束作为参考光，一束作为探测光照射样品，再利用光栅和单色仪将红外光的波长分开，扫描并检测逐个波长的强度，后整合成一张谱图。
傅立叶变换红外光谱是利用迈克尔逊干涉仪将检测光(红外光)分成两束，在动镜和定镜上反射回分束器上，这两束光是宽带的相干光，会发生干涉。
相干的红外光照射到样品上，经检测器采集，获得含有样品信息的红外干涉图数据，经过计算机对数据进行傅立叶变换后，得到样品的红外光谱图。
傅立叶变换红外光谱具有扫描速率快，分辨率高，稳定的可重复性等特点，被广泛使用。
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。
光学多道实验报告
光学多道与氢、氘同位素光谱武晓忠201211141046（北京师范大学2012级非师范班）指导教师：何琛娟实验时间：2014.9.16摘要本实验通过光学多道分析仪来研究了H、D的光谱，观察并了解了H、D原子谱线的特征。
H和D的光谱非常相似，但是二者的巴尔末系的同一能级的光谱之间仍有波长差，用光电倍增管可以测量出这个差值。
通过实验我们也学习了光学多道分析仪的使用和基本光谱学技术关键词光学多道H、D光谱1、引言光谱是不同强度的电磁辐射按照波长的有序排列，而原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱。
由于氘原子和氢原子核外都只有一个电子，只是里德伯常量有一些差异，因此对应的谱线波长稍有差别。
我们可以在实验中通过测出对应的谱线λ和Δλ来得到二者的里德伯常量和电子与质子的质量比。
2、原理2.1 物理原理可知原子能量状态为一系列的分立值，有一系列的能级，并且当高能级的原子跃迁到低能级的时候会发射光子。
设光子能量为ε，频率为ν，高能级为E2，低能级为E1，则有：ε= hν=E2-E1 （1）从而有ν=E2−E1（2）h由于能量状态的分立，发射光子的频率自然也分立，这些光会在分光仪上表现为分立的光谱线，也就是“线状光谱”。
根据巴尔末公式，对氢原子有1λH =R H(1n12- 1n22) （3）R H为氢原子的里德伯常量。
当n1=2, n2=3,4,5,····时，光谱是巴尔末系，在可见光区域。
对氘原子，同样有1λD =R D(1n12- 1n22)（4）R D是氘原子的里德伯常量，当n1=2, n2=3,4,5,····时，光谱是巴尔末系。
则Δλ =λH-λD= (1R H - 1R D) (122- 1n2)，n=2,3,4, (5)若忽略质子和中子的细微差别，我们可以得到H、D的里德伯常量关系为：R H=R∞m pm p+m e , R D=R∞2m p2m p+m e（6）又知R∞=109737.31cm−1，它是原子核质量为无穷大时候的里德伯常量则1 R H =2（m p+m e2m p+m e）1R D（7）1 R H - 1R D=m e2m p+m e1R DΔλ=m e2m p+m e [1R D∗1/(122- 1n2)]=m e2m p+m eλD（8）由于m e≪m p，则ΔλλD ≈m e2m p（9）因此只要在实验中测出对应谱线λ和Δλ即可得电子和质子质量比。
WGD-6型_光学多道分析器_说明书
．规格与主要技术指标波长范围焦距相对孔径分辨率波长精度波长重复性杂散光300 －900nmD/F =1/7优于0.2nm<± 0.2nm< 0.1 nm < 10- 3302.5mmCCD电荷耦合器件）接收单元光谱响应区间300 - 900nm积分时间1 - 88 档重量20kg2048．基本原理S31512-1光学原理團Ml:反射饥M2:准光■铳、M3:物孤测牟持镜、G:平面衍射光涮、51：入射探鮭“ 52：CCD接收检置、S3:观察窗〔或出射験缝、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2-1入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0- 2mn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550nm二块滤光片工作区间白片320 —500nm黄片500 —900nm三•安装3.1开箱打开仪器的包装后，请对照装箱单对仪器的齐套性进行认真清点验收，如发现与装箱单不符或者仪器表面有明显的受损现象请立即与售方联系解决。
仪器的齐套性见装箱单3.2安装场地该仪器是实验用仪器。
为了提高仪器的工作质量和延长仪器的使用寿命，在选择仪器安装场地时应注意以下几点：1.环境温度20± 5C2.净化湿度<65%3.无强振动源、无强电磁场干扰。
4.室内保持清洁、无腐蚀性气体。
5.仪器应放置在坚固的平台上。
6.仪器放置处不可长时间受阳光照射。
7.室内应具备稳压电源装置对仪器供电，装有地线，保证仪器接地良好。
3.3安装方法圏斗2联线示盍图WGD-型光学多道分析器，系精密仪器。
实验31原子发射光谱和原子吸收光谱观测分析
光谱检测技术实验讲义2015.10.10原子光谱测量(A) 原子发射光谱测量【实验目的】1．学会使用光学多通道分析器的方法。
2．了解碱金属原子光谱的一般规律。
3．加深对碱金属原子中外层电子与原子核相互作用以及自旋与轨道运动相互作用的了解。
【仪器用具】光学多通道分析器WGD-6，光学平台GSZ-2，汞灯，钠灯，计算机。
【原理概述】钠原子光谱特点：钠原子光谱分四个线系：主线系：np →3s ( n = 3,4,5, …)锐线系：ns →3p ( n = 4,5,6, …)漫线系：nd →3p ( n = 3,4,5, …)基线系：nf →3d ( n = 4,5,6, …)各线系的共同特点：1．同一线系内，越向短波方向，相邻谱线的波数差越小，最后趋于连续谱与分立谱的边界。
2．在同一线系内，越向短波方向，谱线强度越小。
各线系的区别：1．各线系所在光谱区域不同。
主线系只有3p →3s 的两条谱线（钠双黄线）在可见区，其余在紫外区。
锐线系和漫线系的谱线除第一条线在红外区外，其余都在可见区。
基线系在红外区。
2．由于s能级不分裂，p、d、f能级由于电子自旋与轨道运动作用引起谱项分裂，它们是双重的。
这些双重分裂随能级增高而变小。
因此，根据选择定则，主线系和锐线系是双线的。
主线系双线间的波数差越往短波方向越小，锐线系各双线波数差相等。
漫线系和基线系是复双重线的。
3．从谱线的外表上看，主线系强度较大，锐线系轮廓清晰，漫线系显得弥漫，一般复双重线连成一片。
【实验步骤】1．检查多通道分析器工作状态。
2．点燃汞灯，利用汞灯的546.07nm，576.96nm，578.97nm三条谱线为光学多通道分析器定标，起始波长为440nm。
3．点燃钠灯，实时采集钠灯发射光谱，利用已定标的数据，测出钠谱线双黄线的波长。
4．将光学多通道分析器的起始波长分别改为460nm、480nm、500nm、520nm，重复步骤2和3。
5．求钠双黄线波长的测量平均值，分析误差。
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。
光学多道与氢、氘同位素光谱.
近代物理实验报告[光学多道与氢、氘同位素光谱]学号：[201311141925]学生姓名：[张静]指导教师：[王海燕]实验时间：[2015年9月25日]摘要：本实验利用光学多道分析仪，以氦（He ）、氖（Ne ）为标准谱进行定标测量了氢光谱，并在此基础上用光电倍增管对氢、氘谱线进行分析，测出氢、氘在巴耳末线系的谱线波长，求出了氢、氘的里德伯常量分别为R H =109657.218cm -1，R D =109625.62cm -1，根据实验数据，画出了氢的巴耳末系跃迁能级图，最后通过计算得出电子与质子质量之比为m e /m p =0.000549,与理论值0.000545的相对误差为0.734%。
关键词：光学多道仪、CCD 光电探测器、光电倍增管、光栅多色仪、氢氘光谱一、引言光谱学是一门主要涉及物理学及化学的重要交叉学科，通过光谱来研究电磁波与物质之间的相互作用。
光谱是一类借助光栅、棱镜、傅里叶变换等分光手段将一束电磁辐射的某项性质解析成此辐射的各个组成波长对此性质的贡献的图表。
从19世纪中叶起实验光谱学一直是光谱学研究的重要课题之一。
氢原子光谱中最强的一条谱线是1853年由瑞典物理学家A.J.埃斯特朗探测出来的（光波波长的单位即以他的姓氏命名，1埃等于10-8厘米）。
此后的20年中，在星体的光谱中观测到了更多的氢原子谱线。
1885年，从事天文测量的瑞士科学家J.J.巴耳末找到一个经验公式来说明已知的氢原子谱线的位置。
此后便把这一组线称为巴耳末系。
1889年，瑞典光谱学家J.R.里德伯发现了许多元素的线状光谱系，其中最为明显的为碱金属原子的光谱系，它们都能满足巴尔末公式。
其中R 的值对于所有元素的线系都几乎相同，称为里德伯常数。
1892年，尤雷（H.C.Urey ）等发现氢(H)同位素——氘(D)的光谱。
氢氘原子核外都只有一个电子，光谱极为相似，但由于原子核质量不同，故其对应谱线波长稍有差别，即存在“同位素位移”。
10-光学多道分析器实验03
实验十 用光学多道分析仪研究光谱技术众所周知，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。
【实验目的】1．了解和学会使用光学多道分析仪。
2．通过光学多道分析仪分析氢、氮、氦、氖等光谱技术。
3．测量氢光谱的巴尔末系中H α、H β，H γ，H δ四种谱线的波长和里德伯常数。
【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。
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。
图3光学多通道分析与检测系统的基本框图入射光被多色仪色散后在其出射窗口形成某一波长范围的谱带。
位于出射窗口处的多通道CCD 将谱带的强度分布转变为电荷强弱的分布，由信号处理系统扫描并经A/D 变换后在计算机上显示出来。
实验四 OMA研究氢氘原子光谱
实验四 OMA 研究氢氘原子光谱光谱线系的规律与原子结构有内在的联系，因此，原子光谱是研究原子结构的一种重要方法。
1885年巴尔末总结了人们对氢光谱的测量结果，发现了氢光谱的规律，提出了著名的巴尔末公式，氢光谱规律的发现为玻尔理论的建立提供了坚实的实验基础。
1932年尤里根据里德伯常数随原子核质量不同而变化的规律，对重氢赖曼线系进行摄谱分析，发现氢的同位素——氘的存在。
通过巴尔末公式求得的里德伯常数是物理学中少数几个最精确的常数之一，成为检验原理论可靠性的标准和测量其它基本物理常数的依据。
一、实验目的1． 熟悉光栅光谱仪的性能与用法。
2． 用光栅光谱仪测量氢（氘）原子光谱巴尔末线系的波长，求里德伯常数。
二、实验仪器光学多通道分析仪、原子定标灯（氮灯、氖灯、汞灯）、氢氘灯。
三、实验原理原子光谱是线光谱，光谱排列的规律不同，反映出原子结构的不同，研究原子结构的基本方法之一是进行光谱分析。
氢（氘）原子光谱是最简单、最典型的原子光谱。
瑞士物理学家巴尔末根据实验结果给出氢原子光谱在可见光区域的经验公式为：422:-=n n B Hλ （1）式中H λ为氢原子谱线在真空中的波长，nm B 56.364=， 5,4,3=n 上式分别给出αH 、βH 、γH 、δH 各谱线波长，（1）式是瑞士物理学家巴耳末根据实验结果首先总结出来的。
故称为巴耳末公式。
若用波数λν1~=表示谱线，则（1）式可改写为： ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=222222121121441~n R n B n n B H ν （2） 式中H R 为里德伯常数。
根据波尔理论，可得出氢和类氢原子的里德伯常数为：()()Mm 1R M m 1m c h 4z e 2ch 4z e 2R 32044320442z +=+⋅==∞πεππεμπ （3） 其中：M 为原子核质量，m 为电子质量，e 为电子电荷，C 为光速，h 为普朗克常数，0ε为真空介电常数，z 为原子序数。
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。
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。
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。
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。
实验四OMA研究氢氘原子光谱解读
实验四 OMA 研究氢氘原子光谱光谱线系的规律与原子结构有内在的联系，因此，原子光谱是研究原子结构的一种重要方法。
1885年巴尔末总结了人们对氢光谱的测量结果，发现了氢光谱的规律，提出了著名的巴尔末公式，氢光谱规律的发现为玻尔理论的建立提供了坚实的实验基础。
1932年尤里根据里德伯常数随原子核质量不同而变化的规律，对重氢赖曼线系进行摄谱分析，发现氢的同位素——氘的存在。
通过巴尔末公式求得的里德伯常数是物理学中少数几个最精确的常数之一，成为检验原理论可靠性的标准和测量其它基本物理常数的依据。
一、实验目的1． 熟悉光栅光谱仪的性能与用法。
2． 用光栅光谱仪测量氢（氘）原子光谱巴尔末线系的波长，求里德伯常数。
二、实验仪器光学多通道分析仪、原子定标灯（氮灯、氖灯、汞灯）、氢氘灯。
三、实验原理原子光谱是线光谱，光谱排列的规律不同，反映出原子结构的不同，研究原子结构的基本方法之一是进行光谱分析。
氢（氘）原子光谱是最简单、最典型的原子光谱。
瑞士物理学家巴尔末根据实验结果给出氢原子光谱在可见光区域的经验公式为：422:-=n n B Hλ （1）式中H λ为氢原子谱线在真空中的波长，nm B 56.364=，5,4,3=n 上式分别给出αH 、βH 、γH 、δH 各谱线波长，（1）式是瑞士物理学家巴耳末根据实验结果首先总结出来的。
故称为巴耳末公式。
若用波数λν1~=表示谱线，则（1）式可改写为： ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=222222121121441~n R n B n n B H ν （2） 式中H R 为里德伯常数。
根据波尔理论，可得出氢和类氢原子的里德伯常数为：()()Mm 1R M m 1m c h 4z e 2ch 4z e 2R 32044320442z +=+⋅==∞πεππεμπ （3） 其中：M 为原子核质量，m 为电子质量，e 为电子电荷，C 为光速，h 为普朗克常数，0ε为真空介电常数，z 为原子序数。
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 。
原子光谱 实验报告
近代物理实验报告指导教师： 得分：实验时间： 2010 年 05 月 05 日， 第 十 周， 周 三 ， 第 5-8 节实验者： 班级 材料0705 学号 200767025 姓名 童凌炜同组者： 班级 材料0705 学号 200767007 姓名 车宏龙实验地点： 综合楼 408实验条件： 室内温度 ℃， 相对湿度 %， 室内气压实验题目： 原子光谱实验实验仪器：（注明规格和型号）WGD-6光学多通道分析仪，GY-8型多组放光灯 实验仪器结构图如右所示：实验目的：1. 了解光谱的产生和一种现代光谱的测量方法。
2. 掌握测量里德伯常量的方法，并加深对氢光谱规律的理解。
3. 理解氮，氦，氖的光谱结构。
实验原理简述：光谱的定义：光的频率成分和强度分布的关系图。
它是研究原子结构的重要途径之一。
牛顿在1704年就说过了如果要了解物质的内部情况，只要看其光谱就可以了。
光谱的测量：光谱是用光谱仪测量的。
光谱仪的种类很多，但基本结构和原理几乎一样，大都由3部分组成：光源，分光器和记录仪。
1885年，人们从光谱仪中观察到氢光谱线已经14条。
同年，巴耳末在对这些线谱进行分析研究后，提出1个经验公式，依此可以计算可见光区的谱线的波数....5,4,3),121(4122~=-==n n B λν式中，B=364.56是个常数。
根据上式计算波长的数值在实验范围内预测到得数值完全一致，后人称上式为巴耳末式，从而将它所表达的一组线谱（均落在可见区域）成为巴耳末系。
1889年里德伯提出1个普遍方程：)()(111`2`2~n T n T n nR H -=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-==λν 这就是里德伯方程，氢的所有谱线都可以用这个方程表示，R H =4/B 称为里德伯常量，在此也是经验参数，式中，n=1，2，3…时，对于每个n 构成1个线系，例如：n=1，n ‘=2，3，4…,此光谱处于紫外区，1914年有莱曼发现称为莱曼系。
n=2，n ‘=3，4， 5，6…此光谱线处于可见光区，称为巴尔末系（1885年），其中最著名的红色线)3,3.656(`==n H λα是瑞典人埃格斯特朗在1853年首先测到的。
光学多通道分析器实验报告Liu
1、中国海洋大学物理实验教学中心.大学物理综合设计实验.中国海洋大学物理实验教学中心，2011
2、杨文明等.近代物理实验.上海交通大学物理实验中心，2001
3、陈泽民等.近代物理与高新技术物理基础.北京：清华大学出版社，2001
5、按照使用说明书“操作方法”的要求，用计算机对仪器进行各种控制，全面掌握仪器的各种性能。
6、用汞灯的标准波长矫正光学多道分析器。
7、手动定标。
8、自拟方案，测量各种灯的波长。
汞灯的标准波长（nm）
690．716
623．437
612．327
607．264
579．065
576．959
546．074
491．604
3器的系统测量误差也会对测量值产生影响，但影响很小，可以忽略。
通过实验了解发光二极管的发射光谱，掌握光学多通道分析仪的原理和使用方法，掌握用光学多道分析器测量未知光谱的方法。，同时也学会了如何利用光谱分析判断未知元素的方法。总结出了从实验现象中得出的一些结论，为进一步提高对光学物理理解提供了很大的帮助。
【摘要】光学多通道是一个能够同时对多个检测通道完成光电转换，实现光谱并行检测的探测器。光学多通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。本实验通过光学多通道分析器测量了未知光谱（蓝光，黄光等）的波长范围。
【关键词】光学多通道，CCD，光谱，波长
【正文】
一、实验目的
1、了解光学多通道分析器的结构原理；
图三
（3）四次定标，选取图一中的全部四个点进行定标：
图四
四次定标的蓝光的中心波长是487.29nm，波长范围是445nm~510nm。光谱图如下：
图五
分析发现：