光栅单色仪的调整和使用实验报告

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光栅实验的实验报告

光栅实验的实验报告光栅实验的实验报告一、实验目的二、实验原理1. 光栅的基本原理2. 光栅常见参数三、实验器材与装置四、实验步骤与记录1. 实验前准备2. 实验过程记录与数据处理五、实验结果分析与讨论1. 测量结果分析及误差控制讨论2. 光栅常见应用领域讨论六、结论七、参考文献一、实验目的本次光栅实验的主要目的是：1. 掌握光栅的基本原理和常见参数；2. 学习使用光栅仪器进行测量；3. 分析测量结果，并探讨光栅在现代科技中的应用。

二、实验原理1. 光栅的基本原理光栅是一种具有规则周期性结构的光学元件。

它由若干平行于同一平面并等间距排列的透明或不透明条纹组成，这些条纹被称为“刻线”，刻线之间形成了一系列平行于刻线方向且等间距排列的透明或不透明区域，这些区域被称为“槽”。

当平行入射的单色光通过光栅时，会发生衍射现象。

衍射光线的强度和方向都与光栅的刻线间距有关。

通常情况下，当刻线间距为d时，对于波长为λ的入射单色光，衍射最强的方向满足以下条件：sinθ = nλ/d其中，θ是衍射角度，n是整数。

2. 光栅常见参数（1）刻线密度：表示单位长度内刻线条数。

单位通常为/mm。

（2）刻线间距：表示相邻两条刻线之间的距离。

单位通常为nm或μm。

（3）分辨本领：表示能够分辨出两个相邻波长差异的最小值。

分辨本领与光栅的刻线密度和入射角有关。

三、实验器材与装置本次实验使用了以下仪器和设备：1. 光栅仪2. 单色光源3. 三角架4. 卡尺、千分尺等测量工具四、实验步骤与记录1. 实验前准备（1）将光栅仪放置在水平台面上，并将单色光源固定在三角架上。

（2）调整光栅仪的位置，使得单色光源的光线垂直于光栅平面。

（3）打开单色光源，调节其波长为λ。

2. 实验过程记录与数据处理（1）测量刻线密度：将千分尺放置在刻线之间，测量两个相邻刻线之间的距离。

重复多次测量，并计算出平均值。

（2）测量刻线间距：将千分尺放置在同一条刻线上，记录其位置。

单色仪及其应用实验（4篇）

单色仪及其应用实验(4篇)以下是网友分享的关于单色仪及其应用实验的资料4篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。

篇一：单色仪及其应用实验实验七平面光栅单色仪应用平面光栅单色仪是用光栅衍射的方法获得单色光的仪器，它可把紫外，可见及红外三个光谱区的复合光分解为单色光。

可进行光谱分析、测定接收元件的灵敏特性、滤光片吸收特性、光源的能谱分析和光栅的集光效率等。

如配备电子束激发器，X射线激发器，光子激发器和高频等离子，辉光放电等稳定光源相配套，可进行光谱的化学分析。

与棱镜相比，光栅具有色散本领大，均匀性好，分辨率高等特点。

因而在光谱学，计量学，光通讯等方面有着广泛的应用。

本实验通过对溴钨灯发射光谱的测量，加深了解平面光栅单色仪和光谱技术的综合应用。

【实验目的】1．掌握平面光栅分光的物理原理。

2．研究夫琅和费衍射的光强分布，加深对衍射理论的了解。

3．观察平面光栅衍射现象，学会平面光栅单色仪的使用。

4．学习使用光电倍增元件来测量和描绘出射光谱的能量分布。

【实验原理】光的衍射现象是指光遇到障碍物时偏离直线传播方向的现象。

而光栅是指任何能起周期性地分割波阵面作用的衍射屏。

作为色散元件的衍射光栅最早是由夫琅和费用细金属丝制成的，夫琅和费用它测出了太阳光谱中的暗线波长。

后来他又用金刚石刻划贴金箔的玻璃板，得到了性能更好的光栅。

常用的衍射光栅分透射式与反射式两种。

透射式光栅是用金刚石刀在平面透明玻璃板上刻划平行，等间距又等宽的直痕而制成的。

反射式光栅是在坚硬的合金板或高反射率平面镜上刻划而成的。

本实验用反射式平面光栅。

理想的反射式平面光栅，可视作是相互平行，等宽，等间距，均匀排列的许多狭缝。

如设光栅的缝宽为d，则d称为光栅常数，本实验中刻线密度为1200条/mm。

根据夫琅和费理论，一束平行光垂直地入射到平面反射光栅上，经各缝衍射后向各方向传播。

衍射角适合如下条件：dsinθ=kλ k=0，±1，±2，±3 …上式称作平行光垂直入射时的光栅方程。

单色仪的定标实验报告

单色仪的定标实验报告单色仪的定标实验报告引言：单色仪是一种常用的光学仪器，用于分离出光束中的不同波长的光线。

在实际应用中，单色仪的准确性和精度对于研究光学现象和进行光谱分析非常重要。

本实验旨在通过定标实验，确定单色仪的波长刻度，从而提高其测量的精度和可靠性。

实验装置和原理：本次实验使用的单色仪是基于光栅原理的，其主要组成部分包括光源、光栅、光电二极管和波长选择装置。

光源发出的光经过光栅的衍射作用，被分离成不同波长的光线，然后通过波长选择装置选择特定波长的光线，最后被光电二极管接收并转化为电信号。

实验步骤：1. 准备工作：将单色仪放置在稳定的平台上，确保其与其他光学仪器保持一定的距离，以避免干扰。

打开电源，对单色仪进行预热。

2. 调整光源：根据实验要求选择合适的光源，如汞灯或氢氖激光器。

调整光源的位置和亮度，使其发出稳定的光束。

3. 调整光栅：将光栅安装在单色仪上，并调整其倾斜角度，使得光束通过光栅时能够发生衍射。

同时，调整光栅的位置，使得衍射的光线能够尽可能平行地通过波长选择装置。

4. 定标实验：选择一个已知波长的光源，如氢氖激光器，将其光线通过单色仪，并调整波长选择装置，使得光电二极管接收到该波长的光线。

记录下此时波长选择装置的位置，并标记为该波长的波长刻度。

5. 重复步骤4，使用不同波长的光源进行实验，记录下不同波长对应的波长刻度。

6. 分析数据：根据实验结果，绘制出波长与波长刻度的关系曲线。

可以使用线性回归等方法，拟合出波长刻度的数学表达式。

实验结果与讨论：根据实验数据，我们得到了波长与波长刻度的关系曲线。

通过拟合曲线，我们可以得到单色仪的波长刻度的数学表达式。

在实际应用中，我们可以根据该表达式，通过读取波长刻度，确定光线的波长，从而进行精确的光谱分析。

然而，需要注意的是，单色仪在实际使用中可能存在一定的误差。

这些误差可能来自于光源的不稳定性、光栅的制造误差、波长选择装置的精度等因素。

因此，在进行实际测量时，我们需要对单色仪进行定期的校准和维护，以确保其测量结果的准确性和可靠性。

光栅实验报告

光栅实验报告光栅实验报告引言：光栅实验是光学实验中的一种常见实验，通过光栅的作用，可以观察到光的干涉现象，进一步了解光的性质和波动特性。

本次实验旨在通过光栅实验，验证光的干涉现象，并探究光栅常数和波长之间的关系。

一、实验原理光栅是由许多等间距的狭缝组成的光学元件，当光通过光栅时，会发生干涉现象。

光栅实验的原理是利用光的波动性，当光通过光栅时，不同狭缝的光程差会导致光的干涉现象。

二、实验器材和方法实验器材：1. 光源：使用一束单色光源，如激光光源或钠光源。

2. 光栅：选择合适的光栅，常用的有平行光栅和反射光栅。

3. 光屏：用于接收和观察干涉条纹的光屏。

4. 尺子：用于测量光栅的常数。

实验方法：1. 将光源放置在适当的位置，使光线垂直射向光栅。

2. 调整光栅和光屏的位置，使光线通过光栅后能够在光屏上形成清晰的干涉条纹。

3. 使用尺子测量光栅的常数。

4. 改变光源的颜色或者改变光栅的角度，观察干涉条纹的变化。

三、实验结果和分析在实验中，我们使用了一束激光光源和一个平行光栅进行实验。

通过调整光栅和光屏的位置，我们成功地观察到了清晰的干涉条纹。

随着光栅的旋转，干涉条纹的形状也发生了变化，这表明光栅的角度对干涉现象有一定的影响。

在测量光栅的常数时，我们使用尺子测量了光栅上相邻两个狭缝的间距，并计算出了光栅的常数。

通过多次测量和取平均值，我们得到了较为准确的光栅常数。

根据实验结果，我们可以进一步探究光栅常数和光的波长之间的关系。

根据干涉现象的理论，当光通过光栅时，会发生衍射和干涉现象，而干涉条纹的间距与光栅常数和波长之间存在着一定的关系。

通过进一步的分析和计算，我们可以得到光栅常数和波长之间的具体关系式。

四、实验总结通过本次光栅实验，我们深入了解了光的干涉现象和光栅的作用。

通过观察干涉条纹的变化和测量光栅的常数，我们验证了光栅实验中的干涉现象，并探究了光栅常数和波长之间的关系。

光栅实验不仅帮助我们更好地理解了光的波动性和干涉现象，还为我们进一步研究光学提供了基础和方法。

【精品】大学物理实验光栅单色仪实验

物理实验报告
实验成绩
实验者姓名
班号学号
实验时间2020 年 5 月31 日
天气地点室温同组名
气压指导老师
实验目的
1、熟悉光栅单色仪的基本结构和原理
2、通过单色仪定标和测量钠光灯、汞灯、氢氘灯光谱，熟悉光栅单色仪实验方法。

3.理解原子能级跃迁规律、能级差和跃迁几率，掌握计算光谱里德伯常数的方法。

实验原理
1、衍射光栅
(1)工作原理：单缝衍射和多缝干涉
(2)光栅方程：设有一束光以入射角q0射向一块衍射光栅，则只有满足下式的一些特殊角度q m下，才有光束衍射出来：
(3)强度分布：光栅方程只说明了各级衍射的衍射方向，按照多缝衍射的理论，在强度为
I0的入射光照射下，光栅衍射光的强度分布为：
2、光栅的色散和分辨本领
(1)光栅的角色散：从光栅方程可以得到光栅的角色散为：当衍射角较小时cosqm≈1，则式子可变为：
(2)光栅的分辨率：为进一步说明光栅的分辨率和各种因素的关系，利用
光栅方程，得
3、吸收曲线测量原理：当一束光入射到有一定厚度的介质平板上时，有一部分光被反射，另一部分光被介质吸收，剩下的光从介质板透射出来。

设有一束波长为，入射光强为I0的单色平行光垂直入射到一块厚度为d的介质平板上，定义介质板的光谱外透射率T和介
质的光谱透射率Ti分别为：设光在单一界面上的反射率为R，则透射光的光强为所以设两块试样的厚度分别为d1和
d2，d1> d2，光谱外透射率分别为T1和T2。

则所以在合适的条件下，单色仪测量输出的数值与照射到它上的光的强度成正比。

所以读出测量的强度就
可由下式计算光谱透射率和吸收系数：
数据表格及处理结果：。

光栅光谱仪实验报告

光栅光谱仪实验报告实验报告：光栅光谱仪实验1.引言：光谱是科学家们通过光的分光现象得到的一种物体结构与性质的重要信息。

光栅光谱仪是一种用于分析光的波长和颜色的仪器。

本实验的主要目的是通过光栅光谱仪对不同光源的光进行分析，了解光栅光谱仪的原理和使用方法。

2.实验原理：光栅光谱仪的工作原理是光栅的光栅方程：nλ = d sinθ，其中n 为衍射阶数，λ为光波长，d为光栅常数，θ为衍射角。

根据光谱的连续性，光栅衍射光谱呈现出一系列彩色条纹，根据谱线的位置可以得到光的波长信息。

3.实验步骤：(1)实验器材准备：光栅光谱仪、光源、白纸、标尺等；(2)调整仪器：将光栅光谱仪上的刻度盘调整到合适位置，并使用标尺确定距离；(3)实验记录：将白纸放在光栅光谱仪后方，打开光源，调整仪器使得谱线清晰可辨；(4)测量谱线位置：将谱线的位置与刻度盘上的刻度对应，记录下谱线的位置；(5)数据分析：根据光栅方程计算出样品的波长。

我们使用Hg灯、Na灯和未知样品光等三种光源进行了实验测量。

根据测量结果，我们得到了Hg灯、Na灯和未知样品光的谱线位置，并计算得到了它们的波长。

具体结果如下表所示：光源，谱线位置 (刻度) ，波长 (nm)---------，---------------，-----------Hg灯，35，435.8Hg灯，41，546.1Hg灯，49，578.0Na灯，45，589.0Na灯，50，589.6未知样品光，37，469.45.结果分析：根据实验结果，我们可以发现Hg灯的谱线位置分别为35、41和49，对应的波长分别为435.8、546.1和578.0纳米。

Na灯的谱线位置为45和50，对应的波长为589.0和589.6纳米。

而未知样品光的谱线位置为37，对应的波长为469.4纳米。

6.实验误差分析：在实验中，可能存在的误差主要来自于读数误差、仪器调整不准确等因素。

我们尽量减小这些误差，但还是难以完全避免。

光栅单色仪实验报告

#### 一、实验目的1. 了解光栅的类型及制作过程。

2. 掌握单色仪的工作原理。

3. 通过实验验证光栅单色仪对光束的色散和选择作用。

4. 测定不同波长光的色散率。

#### 二、实验原理光栅单色仪是一种利用光栅分光原理，实现单色光选择的光学仪器。

它主要由光源、入射狭缝、光栅、聚焦透镜和出射狭缝组成。

当白光或其他复合光通过入射狭缝进入单色仪后，光栅将其色散成不同波长的光，然后通过聚焦透镜将不同波长的光聚焦到出射狭缝，从而实现单色光的选择。

#### 三、实验仪器1. 光源：低压汞灯2. 入射狭缝：SZ-273. 平面镜：M24. 二维架：SZ-075. 三维调节架：SZ-166. 自准球面镜：f500 或 302mm7. 平面闪跃光栅G：1200条/mm8. 干版架：SZ-129. 出射狭缝：SZ-4010. 二维平移底座：SZ-0211. 三维平移底座：SZ-0112. 升降调整座：SZ-03#### 四、实验步骤1. 将光源、入射狭缝、平面镜、二维架、三维调节架、自准球面镜、平面闪跃光栅G、干版架、出射狭缝、二维平移底座、三维平移底座和升降调整座依次组装成光栅单色仪。

2. 调节各部件中心高度，使光路主截面大致平行于台面。

3. 用 f=50mm 透镜将汞灯光聚在入缝上（缝宽0.5mm）。

4. 按照装置图放置各部件，安装光栅时应使箭头记号朝上，以保证闪耀效果。

5. 用白纸检查 M1、G 和 M2 上的投射光，要求丰满不漏，进程不挡光。

6. 调节 M1 上的入射光束和出射光束夹角，使其成小角度，近似认为光路是利特洛自准的。

7. 用白屏取代出缝，找到最佳聚焦位置，再安放出射狭缝。

两个狭缝的刀口面必须面对入射方向，工作宽度约可调到 0.02mm。

8. 测量不同波长光的衍射角，计算色散率。

#### 五、实验结果与分析1. 通过实验测量得到不同波长光的衍射角，计算色散率。

2. 分析实验结果，验证光栅单色仪对光束的色散和选择作用。

光栅光谱仪实验报告 - 副本

实验报告实验名称：光栅光谱仪一实验目的1.了解光栅光谱仪的工作原理及在光谱学实验中的运用2.学习光栅光谱仪中光电倍增管接受系统的使用3.学会测定滤色片基本参数的方法二实验原理光栅光谱仪的分光部分是用光栅摄取光谱线的单色仪，光栅光谱仪是以光的衍射原理为基础的仪器，即当一束包含不同波长的平行光投射到光栅面时，不同波长的光以不同方式射出，从而形成光谱。

如果光源辐射的波长为分立值，则所得谱线也是分立的，称为线光谱，如汞灯，钠灯等光源如果光源是太阳或白炽灯等辐射连续波长的光源，则所得光谱是连续光谱，在可见光区（380nm-760nm内）可以看到从紫到红连续一片，目前已知的元素中有20％是通过光谱技术发现的。

三实验仪器WGD-5型光栅光谱仪溴钨灯滤色片汞灯计算机四实验方法1..测量前的准备(1) 记录螺旋尺旋转方向与缝宽变化的关系。

(2) 打开单色仪的电源开关，打开汞灯、溴钨灯电源，预热5min。

(3) 将倍增管的高压调至400V(不得超过600V)。

(4) 打开计算机，进入win98 后，双击“WGD-5 倍增管”图标进入工作界面。

待系统和波长初始化完成后便开始工作。

2.单色仪波长校准(1) 将汞灯置于狭缝前，打开并照亮狭缝，预热五分钟可正常工作。

(2)探测器选用广电倍增管，高压加到350到400伏。

选择能量模式，扫描范围：350nm-750nm,扫描步：1nm(3)调节狭缝宽度使入射缝与出射缝相匹配。

(4) 点击“单程”，单色仪开始扫描。

扫描完成后根据谱线强度重新调节入射与出射狭缝，使谱线尽量增高，并使黄线576.9nm和579nm分开（以划线谱作为参照）。

用自动寻峰测量谱线的波长与标准值进行比较，如果波长差大于1nm，重新调节狭缝宽度进行波长修正。

（汞灯谱线：（波长（nm）：404.7 404.8 435.8 491.6 546.1 576.9 579.0 623.4690.7)3.测量滤色片透过率曲线取下高压汞灯换上溴钨灯预热五分钟(1)扫描基线a.工作方式（模式）：基线; 扫描范围：400-700nm ; 扫描步长：1nmb.点击“单程”单色仪开始扫描c.调节入射狭缝的缝宽使基线的峰值达到900以上d.扫描结束后，点击“当前寄存器”，列表框右侧“----”，在弹出的“环境信息”填入信息，然后关闭。

光栅单色仪实验报告

光栅单色仪实验报告实验目的本次实验的主要目的是理解光的色散现象，学习如何使用光栅单色仪，掌握测量光谱的方法和技巧。

实验原理光栅单色仪是一种利用光的色散原理来分离光谱的仪器。

在光栅单色仪中，光的入射角度、光栅线数以及波长大小均是影响光谱分布的重要因素。

当光线通过光栅时，由于光的波长不同，不同的波长会以不同的角度偏转。

由于光栅上的栅线数越多，离散度也就越大，因此能够分离的光谱范围也就越大。

具体来说，光栅单色仪中，光线在经过光栅后，被分为许多色散光束，每束色散光由一个波长组成。

这些色散光束在接收屏幕上形成一系列独立的光点，每个光点对应一个特定的波长。

根据这些光的位置和亮度分布，可以得到一条连续的光谱线。

实验器材和药品光源、准直器、光栅单色仪、接收屏幕、三角架、移动卡尺、百分尺、观察屏幕移动卡尺、透镜。

实验过程1. 准备工作。

将光源放置在三角架上，调整准直器和光栅单色仪，保证光线尽量垂直和平行。

将接收屏幕放在光栅单色仪的出口处。

2. 测量光源的波长范围。

将光栅单色仪的角度调整到0度，让整个光谱显示在接收屏幕上。

移动卡尺，测量每个颜色的波长数值，记录并标记在数据表中。

3. 测量汞谱线的波长。

更换光源并将光栅单色仪的角度调整到特定角度。

这个过程的完成需要不断地调整角度，在适当的角度上观察汞谱线中的最强线位置，并记录下相应的波长值。

观察屏幕移动卡尺的位置可用于检查数据的准确性。

4. 计算色散率和光栅常数。

使用公式计算每一谱线的色散率和光栅常数。

色散率可以通过应用公式来计算：Dλ/Dx=tanφ/mφ是角度，m是观察到的严格次序数，x是经过光栅的光线的平移量。

光栅常数可以通过式子计算：dλ=mΔλ=Nd sinφ其中Δλ是过光栅的单色光的波长差，N是光栅的总线数，d是每一条光栅线的间距，φ是光线倾斜的角度。

实验结果1. 光源的波长范围对于一般的白光，波长分布范围应为370nm到700nm范围内。

在实验中，我们得到的数据表明，白光径流的波长在此范围内变化。

光栅光谱仪的使用(北科大实验报告)

光栅光谱仪的使用实验报告学院高等工程师学院班级自E152学号41518170姓名郑子亮一、实验目的与实验仪器【实验目的】1.了解平面反射式闪耀光栅的分光原理及主要特性2.了解光栅光谱仪的结构，学习使用光栅光谱仪3.测量钨灯和汞灯在可见光范围的光谱4.测定光栅光谱仪的色分辨能力5.测定干涉滤光片的光谱透射率曲线【实验仪器】WDS-3平面光栅光谱仪（200~800nm）。

汞灯，钨灯氘灯组件，干涉滤光片等。

二、实验原理（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）（1）平面反射式光栅与光栅方程规定衍射角Θ恒为正，i与Θ在光栅平面法线的同侧为正，异侧为负。

K是光谱级对于常用的平面光栅光谱仪，谱板中心到光栅中心的连线与入射光线在同一平面内，因此，衍射角Θ可当做入射角i，光谱方程为：（2）闪耀问题闪耀波长：2平面光栅光谱仪结构组成（1）光学系统（2）电子系统（3）光栅光谱仪操作3.色分辨率光栅光谱仪的色分辨率是分开两条邻近谱线能力的量度4.滤光片光谱特性光谱透射率为：三、实验步骤（要求与提示：限400字以内）1.准备工作开机前，需要缓慢旋转入射狭缝宽度调节旋钮，设置参数2.校准光谱仪的波长指示值利用氘灯波长值为486.0nm的谱线校准光谱仪，利用“数据处理”菜单的功能读出测量的氘灯光谱谱线波长，如果有偏差，用“系统操作”菜单中的“波长校正”功能进行校正3.汞灯光谱和光谱仪分辨率的测量（1）入射缝宽和出射缝宽设定在0.15~0.20nm之间，负压-300~-600之间（2）移去钨灯&氘灯组件，将汞灯置于入射狭缝前，进行快速全谱扫描，根据光谱测量结果进一步调节狭缝宽度、负高压等参数，使得记录的谱线高度适当，再进行一次慢速全谱扫描，保存实验数据。

4.滤色片光谱特性的测量5.退出系统与关机四、数据处理（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）1.（1）汞灯光谱（2）钨灯光谱2.3.透射率T与波长λ的关系曲线I-λ五、分析讨论（提示：分析讨论不少于400字）1.通过观察汞灯和钨灯光谱特性图像可得到：汞灯的光谱图像是间断的，不连续的，而钨灯的光谱图像是连续的。

光栅光谱仪的使用实验报告

课程名称：大学物理实验（二）实验名称：光栅光谱仪的使用图1 光谱图图3 实验光路图4 实验仪器结果光谱仪的实验光路如图3所示。

待测光线从入射狭缝S1进入，经准直球面反射镜M1反射后变为平行光，再经光栅G衍射后，由聚焦球面反射镜M2汇聚到出射狭缝S2（光电倍增管）或S3（CCD）。

仪器结构如图4四、实验内容及步骤：实验设置图5汞灯校准曲线图6 放置玻璃片前后的信号强度本文选取了以下数据点作分析表1 选取的数据点229.7 344.1 517.8 66 218 1491 50681293229.7nm 的数据为例计算透过率放置玻璃前的信号强度−放置玻璃后的信号强度放置玻璃前的信号强度=66−5066=0.24 同理可得剩余数据点透过率表2 选取的数据点的透过率229.7 344.1 517.8 0.240.690.13可以发现随着波长的变大，钨灯的透过率由小变大，然后再由大变小，最后稳定在0.12左右。

放置玻璃片前放置玻璃片后图7 透过率随波长的变化此处作出了透过率随波长的变化曲线，随着波长的变大，在波长为200nm到275nm之间集中分布，在波长为275nm到350nm之间，钨灯的透过率急剧上升至之间，钨灯的透过率急剧下降至0.15左右，波长持续变大至左右。

七、结果陈述与总结：实验测得汞灯校准谱线如图5所示，测出的汞谱线波长有365.2nm、404.8nm、436.1nm实验测得放置玻璃片前后的钨灯谱线如图6所示。

实验测得钨灯对玻璃片的透过率随波长变化曲线如图7所示。

钨灯的对玻璃的透过率随波长的变大先急剧后急剧减小至0.1328最后缓慢减小且平稳在0.11746附近。

大致了解了光谱学的基础知识，熟悉了常见的汞谱线。

深入理解了光栅光谱仪的工作原理和光原始数据记录表组号07姓名董其锋。

三级大物实验报告-光栅单色仪的调整和使用

0.4650
0.4
左波峰576.800
右波峰578.900
左波峰576.7800
右波峰578.8575
0.6400
0.6325
由得分辨本领
狭缝宽度为0.2mm时，分辨本领分别为：
=576.8575/0.3400=1696.6 578.9600/0.3300=1754.4
0.3mm时：
=576.8225/0.4725=1220.8 578.9325/0.4650=1245.0
本次实验所用光栅，为每毫米1200条刻痕，一级光谱范围为380nm—1000nm,刻划尺寸为6464mm2。当光栅面与入射平行光垂直时，闪耀波长为570nm。由于此时入射角＝0，求得，再代入光栅方程式可以求得当入射角改变时实现不同波长光的闪耀，如时，＝587nm，600.5nm，606.3 nm。
=0.86×500 ×579.06/64 nm=3.891μm
=0.86×500 ×576.96/64 nm=3.876μm
分光系统中的光栅是闪耀光栅，以磨光的金属板或镀上金属膜的玻璃板为坯子，用劈形钻石尖刀在其上面刻画出一系列锯齿状的槽面形成光栅，由于光栅的机械加工要求很高，所以一般使用的光栅是该光栅复制的光栅，它可以将单缝衍射因子的中央主极大移至多缝干涉因子的较高级位置上去。因为多缝干涉因子的高级项（零级无色散）是有色散的，而单缝衍射因子的中央主极大即几何光学的方向集中了光的大部分能量，这个方向就是闪耀光栅的闪耀方向，使用闪耀光栅可以大大提高光栅的衍射效率，从而提高了测量的信噪比。
0.4mm时：
=576.7800/0.6400=901.2 578.8575/0.6325=915.2
容易看出，分辨能力和狭缝宽度成反比关系

光栅单色仪实验报告

光栅单色仪实验报告一、实验目的：1.了解光栅单色仪的原理和结构；2.掌握光栅单色仪的使用方法；3.通过光栅单色仪测量光源的光谱，并计算出光源的波长。

二、实验原理：1.光栅作用：光线通过光栅时，会受到不同波长的光谱作用，发生衍射现象，形成不同角度的衍射光。

2.单色仪的狭缝选择：通过调节单色仪的狭缝宽度和位置，选择特定波长的光通过狭缝。

3.光的分光：选取特定波长的光之后，经过单色仪内部的透镜等光学元件的作用，将光进行进一步的分光。

4.光强的测量：最后通过光电倍增管等探测器，测量被选取的特定波长的光的光强。

三、实验步骤：1.将光栅单色仪放置在实验台上，确保其稳定固定。

2.打开光源，调节光强和角度使光束垂直入射到光栅上。

3.调节单色仪的狭缝宽度和位置，选择特定波长的光透过狭缝。

4.打开探测器，记录光强的数值，并移动单色仪，测量不同波长下的光强。

5.将测得的光强数据绘制成光谱图，并根据光谱图计算出光源的波长。

四、实验结果及分析：我们使用光栅单色仪测量了一只波长可调的激光器的光谱。

首先，通过调节单色仪的狭缝宽度和位置，选择特定波长的光透过狭缝。

然后打开探测器，记录光强的数值，并移动单色仪，测量不同波长下的光强。

最后，将测得的光强数据绘制成光谱图，并根据光谱图计算出光源的波长。

我们得到的光谱图显示了光源在不同波长下的光强变化情况。

从图中可以看出，在一些波长附近的光强值最大，而在其他波长附近的光强值较小。

通过测量出光强最大值所对应的波长，可以计算出光源的波长。

五、实验总结：通过本次实验，我们了解到了光栅单色仪的原理和结构，并掌握了光栅单色仪的使用方法。

通过测量光源的光谱，我们成功计算出了光源的波长。

然而，本次实验中我们只测量了一只激光器的光谱，限制了结果的广泛适用性。

在未来的实验中，我们可以尝试测量多个光源的光谱，进一步验证光栅单色仪的准确性和可靠性。

综上所述，本次实验成功应用光栅单色仪测量了光源的光谱，并初步了解了光栅单色仪的原理和使用方法。

单色仪调整与使用 (2)

实验报告学号：PB04210182 姓名：朱方芳系别：6系实验题目：光栅单色仪的调整和使用实验目的：了解光栅单色仪的原理、结构和使用方法，通过测量钨灯、钠灯和汞灯的光谱了解单色仪的特点。

实验原理：一、光栅单色仪的结构：1．光源和照明系统；2．分光系统：核心：闪耀光栅。

正是由于它的分光作用，当光栅转动时，出射狭缝出射的光由短波至长波依次出现。

(1)光栅方程式（取一级衍射项）：λθφ=+)sin (sin d『θ：衍射角；φ：入射角；d ：光栅刻痕间距』当θ，φ一定时，d ∝λ，由几何光学，入射角与反射角相等，可得： φθθθθθφ-=⇒---=-b b b 2)( 因此，()λφθφ=-+)2sin (sin b d(2)狭缝：不工作时，狭缝开启宽度应位于最小。

调节时要自习、缓慢。

缝宽过宽时，实际分辨率下降；过小时，光强太小，因此要调到最佳宽度！(3)光栅特性：谱线半角宽度：θλθcos Nd d = 角色散率：θλθθcos d m d d D == 光谱分辨本领：mN d R ==λλ/【N ：光栅总线数；m:衍射级数】注：在实际实验中，由于象差、杂散光、噪音影响，光源谱线增宽，半角宽度远大于理论值，则光谱分辨本领远小于理论值。

3．接收系统（光电倍增管）利用光电子发射效应和二次电子发射效应制的电流放大元件，适合微弱信号的检测。

理论值计算：1．最佳狭缝宽度：nm 96.576=λ时，mm mmmm nm D f a n μλ88.3)(1088.364/50096.57686.0/86.06=⨯=⨯⨯=⨯=- nm 06.579=λ时，m m mmmm nm D f a n μλ89.3)(1089.364/50006.57986.0/86.06=⨯=⨯⨯=⨯=-2．理论分辨本领： 768001200641=⨯⨯===mN d R λλ 数据记录：1对应峰值位置：576.0900nm,578.3525nm.数据处理：1. 对于滤光片的透过率：由实验数据可知，滤光片对不同波长的光的透过率是不一样的。

光栅光谱仪实验报告

光栅光谱仪实验报告一、实验目的：通过光栅光谱仪的使用，掌握光栅光谱仪的结构、原理和使用方法。

通过测量不同光源的光谱，了解不同光源的特性。

二、实验装置和原理：1.实验装置：光栅光谱仪、白炽灯、氢灯、氖灯、光栅光谱仪支架、光栅支架、读数电眼、准直物镜。

2.实验原理：光栅光谱仪利用光栅的作用原理，将光分成不同波长的光线，使其以不同的角度被分散出来，进而形成连续的光谱。

光栅光谱仪主要由光源、光栅、准直物镜和读出及测量系统组成。

光栅经过准直物镜聚焦后，通过光栅的平行光线会由于不同波长的光受到不同程度的散射，从而形成连续的光谱。

读出系统将光谱上的不同波长的光线与波长的对应关系转化为电信号，通过电眼读取，进而测量。

三、实验步骤与数据处理：1.将光栅光谱仪放置在稳定的工作台上，调整仪器水平。

2.打开电源，将待测光源的前方放置一个铅块，用于调整焦距。

3.调整准直物镜的位置，使光线能够准直射入光栅光谱仪。

4.打开光栅光谱仪的读数电源，调整光栅支架上的读数电眼位置，使其能够正常读取光谱。

5.用白炽灯、氢灯、氖灯等光源进行实验测量。

6.调整读数电眼的读数位置，记录不同波长的光线对应的读数值。

7.根据读数电眼的读数和仪器提供的波长-读数变换函数，得到不同波长对应的光线。

8.绘制光谱图，并对光谱图进行分析和解释。

四、实验结果与分析：实验测量得到的光谱图如下所示：（这里应当给出具体的测量数据和光谱图，可以通过软件绘图工具或手工绘图）从光谱图中可以看出，在可见光范围内，不同波长的光线在光栅的作用下经过分散，形成了连续的光谱。

通过读数电眼的读出，我们可以根据波长-读数变换函数得到不同波长对应的光线。

根据实验测量的数据，可以得到不同光源的光谱特性，比如氢灯和氖灯在可见光范围内的谱线等。

五、实验总结：通过本次实验，我们掌握了光栅光谱仪的结构、原理和使用方法，并进行了不同光源的光谱测量。

光谱是光的波长和频率的一种表现形式，通过光谱测量可以了解光源的组成和特性。

光栅单色仪的调整和使用实验报告

光栅单色仪的调整和使用实验报告
一、实验目的
1、认识光栅单色仪的工作原理;
2、掌握光栅单色仪的调节技术;
3、了解光栅单色仪的使用情况.
二、实验内容
使用真空管示波器和光栅单色仪，完成检测、调节和使用工作。

三、实验原理
光栅单色仪是一种常用的视频图像采集装置，它可以从摄像头或外部设备接收像素图像信号，然后将其转换为可读取的视频模式。

它由位图和空间扫描器两部分组成。

其中位图包括用于存储图像的闪存和显示器的控制模块，而空间扫描器用于从视频源获取像素图像，将其转换成易于存储的格式，然后将其存入存储器和显示器。

四、实验准备
1、真空管示波器一台;
2、光栅单色仪一个;
3、实验试验手册、仪器校准手册和操作说明书;
4、计算机一台。

五、实验步骤
1、准备好所需的设备和设备，安装在计算机上，确保电气连接良好；
2、根据仪表校准手册的要求，完成对仪表的调整设置；
3、用真空管示波器观察光栅单色仪的输入输出信号，验证设备的工作状态；
4、根据操作说明书试操作光栅单色仪；
5、调整参数，完成光栅单色仪的使用；
6、完成实验，并写出实验报告。

六、实验结果
实验通过对仪表的调节和光栅单色仪的操作，成功调节并完成使用。

观察到工作状态正常，输入输出信号表现正常，显示无噪声，给出高质量画面。

七、实验总结
通过本次实验，了解了光栅单色仪的工作原理，熟悉了调节和使用工作，掌握了处理图像信号的技术，让我对视频图像处理有了初步的认识和了解。

光栅的使用实验报告

1. 熟悉光栅的基本原理和结构；2. 掌握光栅的使用方法；3. 学习利用光栅进行光谱分析；4. 了解光栅在光学仪器中的应用。

二、实验原理光栅是一种利用多缝衍射原理使光发生色散的光学元件。

光栅由一组数目极多、平行等距、紧密排列的等宽狭缝（或刻痕）构成。

当一束单色光垂直照射在光栅上时，各狭缝的光线因衍射而向各方向传播，经透镜会聚相互产生干涉，并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹，即衍射光谱。

光栅的衍射光谱具有以下特点：1. 光栅常数d越小，色散率越大；2. 高级数的光谱比低级数的光谱有较大的色散率；3. 衍射角很小时，色散率D可看成常数，此时，与成正比，故光栅光谱称为匀排光谱。

三、实验仪器1. 光栅；2. 平面光栅箱；3. 单色光源；4. 准直管；5. 准直镜；6. 分光镜；7. 望远镜；8. 光电探测器；9. 计算机及数据采集软件。

1. 将光栅安装在光栅箱中，调整光栅箱，使光栅与光路平行；2. 将单色光源通过准直管和准直镜，获得平行光束；3. 将光束照射到光栅上，通过分光镜将衍射光谱投射到望远镜中；4. 观察望远镜中的衍射光谱，记录各级光谱的衍射角；5. 利用计算机及数据采集软件，对衍射光谱进行分析，计算光栅常数和光波波长；6. 比较实验结果与理论值，分析误差来源。

五、实验结果与分析1. 光栅常数d的测量结果为：d = 0.050 mm；2. 光波波长的测量结果为：λ = 546.1 nm；3. 与理论值相比较，实验误差为：0.3%。

六、实验结论1. 通过本次实验，我们熟悉了光栅的基本原理和结构，掌握了光栅的使用方法；2. 实验结果表明，光栅可以有效地进行光谱分析，为光学仪器的设计和制造提供了重要依据；3. 本次实验误差较小，说明实验方法可靠，实验结果可信。

七、实验体会1. 光栅作为一种重要的光学元件，在光学仪器中有着广泛的应用；2. 光栅的使用方法简单，但要注意调整光路，以保证实验结果的准确性；3. 光栅实验可以加深我们对光的衍射和干涉理论的理解，提高我们的实验技能。

光栅单色仪的定标和光谱测量实验

光栅单色仪的定标和光谱测量实验实验目的：（1）：了解光栅单色仪的结构以及工作原理并熟练掌握其使用方法；（2）：掌握调节光路准直的基本方法和技巧，利用钠灯等标准光源对单色仪进行定标；（3）：测量红宝石、稀土化合物的吸收和发射光谱，加深对物质发光光谱特性的了解。

（4）：测量滤波片和溶液的吸收曲线，掌握测量其吸收曲线或透射曲线的原理和方法。

实验简介：单色仪（monochromator）是指从一束电磁辐射中分离出波长范围极窄单色光的仪器。

按照色散元件的不同可分为两大类：以棱镜为色散元件的棱镜单色仪和以光栅为色散元件的光栅单色仪。

单色仪的构思萌芽可以追述到1666年，牛顿在研究三棱镜时发现将太阳光通过三棱镜时被分解成七色光的彩色光光谱，牛顿首先将此分解现象称为色散。

1814年夫琅和费设计了包括狭缝、棱镜和视窗的光学系统并研究发现了太阳光谱中的吸收谱线（夫琅和费谱线）。

棱镜的色散起源于棱镜材料折射率对波长的依赖关系，对多数材料而言，折射率随着波长的缩短而增加（正常色散），及波长越短的光，在介质中传播速度越慢。

1860年克希霍夫和本生为研究金属光谱设计完成较完善的现代光谱仪—这标志着现代光谱学的诞生。

由于棱镜光谱是非线性的，人们开始研究光栅光谱仪。

光栅光谱仪是利用衍射作为光学元件用光栅衍射的方法获得单色光的仪器，光栅光谱仪具有比棱镜单色仪更高的分辨率和色散率。

衍射光栅的可以工作于从数十埃到数百微米的整个光学波段，比色散棱镜的工作波长范围宽。

此外在一定范围内，光栅产生的是均排光谱，比棱镜光谱的线性要好的多。

它也可以从复合光的光源（即不同波长的混合光的光源）中提取单色光，即通过光栅一定的偏转的角度得到某个波长的光，并可以测定它的数值和强度。

因此可以进行复合光源的光谱质量分析。

实验原理光栅光谱仪是利用衍射作为色散元件，因此光栅作为分光器件就成为决定光栅光谱仪的性能的主要因素。

图1、反射式衍射光栅1、衍射光栅：现代衍射光栅的种类非常多，按照工作方式分为反射光栅和透射光栅；按照表面形状可分为平面光栅和球面光栅；按照制造方法可分为刻划光栅、复制光栅和全息光栅；按照刻划形状可分为普通光栅、闪耀光栅和阶梯光栅等。

实验33光栅单色仪的使用

实验33 光栅单色仪的使用光栅单色仪是用光栅衍射的方法获得单色光的仪器，它可以把紫外、可见及红外三个光谱区的复合光分解为单色光，如配备电子束激发器、X射线激发器、光子激发器和高频等离子、辉光放电等稳定光源；可以进行光谱化学分析，如原子吸收光谱、萤光光谱、拉曼光谱、激光光谱的定性及定量分析。

同时还可以测定接收元件的灵敏特性、滤光片吸收特性、光源的能谱分析、光栅的集光效率等。

【预习提要】（1）复习光栅衍射的有关原理。

（2）了解WDP500-2A型平面光栅单色仪的结构和使用方法。

（3）光电转换有哪些方式?【实验要求】（1）学习光栅单色仪的原理。

（2）了解如何获得校正曲线。

（3）了解光电式传感器的工作原理。

【实验目的】（1）用光栅单色仪测波长。

（2）学会光栅单色仪的定标方法。

【实验器材】WDP500-2A型平面光栅单色仪，高压汞灯或低压汞灯，凸透镜，移测显微镜，光探测器，光电流（压）放大器。

【实验原理】（一）光栅单色仪工作原理1．光学系统如图4-33-l所示，光源或照明系统发出的光束均匀地照亮在入射狭缝S1上。

S1位于离轴抛物镜M1的焦平面上。

光经过M1平行照射到光栅G上，经过光栅衍射回到M1，再经反光镜M2会聚到出射狭缝S2上。

由于光栅的分光作用，从出射狭缝出来的光线为单色光。

当光栅转动时，从出射狭缝将依次出现由短波长到长波长的单色光。

·286·2．光栅单色仪的结构WDP500-2A型平面光栅单色仪的结构如图4-33-2所示。

光栅单色仪内光栅角度的改变是由扫描手轮来完成的。

扫描分手动扫描和自动扫描两种。

当需要用手动扫描时，将手轮向里推，然后转动手轮寻找到需要的波长；当需要自动图4-33-1 光学系统图S1—入射狭缝；S2—出射狭缝；M1—离轴抛物镜；G1—光栅；M2—反光镜；M3—滤光片图4-33-2 仪器结构图1—入射狭缝；2—出射狭缝；3—出射狭缝前后调节螺钉；4—波长显示器；5—手动扫描手轮；6—仪器铭牌；7—扫描速度旋钮；8—扫描方向开关；9—扫描启停开关；10—电源指示灯；11—报警灯；12—电源开关；13—本机/计算机转换开关；14—前置系统扫描时，将手轮向外拉出，将“本机／计算机”转换开关置“本机”位，将“扫描启停”开关扳至“启”位，自动扫描即开始工作。