单色型小型光栅单色仪
单色仪简介和比较
单色仪简介和比较1666年，牛顿在研究三棱镜时发现，太阳光在通过三棱镜后被分解成了七色光。
1814年，夫琅禾费设计了一套包括棱镜、狭缝和视窗的光学系统并观察了太阳光谱中的吸收谱线。
1860年，克希霍夫和本生为研究金属光谱而设计了较完善的现代光谱仪——这标志着光谱学的诞生。
如今光谱分析已经是研究物理光学的主要分析手段，在科研和生产等方面发挥着极大的作用。
在光谱分析中，无论是对荧光光谱，还是穿透吸收光谱，亦或是拉曼光谱的研究，获得单色光都是不可缺少的手段。
其方法有很多，如单色光源、颜色玻璃和干涉滤光片。
除此之外，单色仪也是一种常见的获得单色光的方法。
单色仪一般通过色散、衍射等方法，将紫外、可见和红外的光谱区里的复合光分解成不同波长的单色光。
按照不同的分类标准，单色仪可以分为很多种。
常用的分类是：光栅单色仪和棱镜单色仪两种。
光栅单色仪按光束入射方式可分为正入射、掠入射和投射单色仪；按光学系统分布可分为罗兰圆和非罗兰圆两种；按衍射光栅面型可分为平面、球面和环面单色仪三种。
一、单色仪的分类简介1、棱镜单色仪棱镜单色仪是晶体单色仪的一种，此类单色仪以晶体作为分光元件。
用作同步辐射X射线波段的分光系统，由于晶体单色仪的衍射面是晶格面，所以对真空环境的要求可以比较低（10-1Pa）。
普通的棱镜单色仪通常由三部分组成，准光镜系统、色散系统和成谱系统。
如上图所示。
①准光镜系统：它是由准直光物镜L1和放在L1焦平面上的狭缝S组成；②色散系统，它是由棱镜P等组成；③成谱系统，它是由物镜L2和其焦平面上的像屏组成。
成谱系统形式的不同，仪器的名称就不同。
若采用的是望远镜来观察光谱，则叫做“棱镜分光镜”；若采用物镜和感光板进行摄谱，则叫做“棱镜摄谱仪”；若用狭缝来分离谱线，就叫做“单色仪”。
棱镜单色仪原理是复色光从狭缝进入，准光镜系统能够将其转变成平行光，然后入射棱镜。
色散系统将来自准光系统的平行光均匀而广泛地照射在棱镜P的折射面A上，经过棱镜的折射后，复平行光就分解成沿不同方向传播的单色光。
光栅单色仪实验报告
光栅单色仪实验报告光栅单色仪实验报告引言：光栅单色仪是一种常用的光学仪器，用于分离光的不同波长，以实现光谱分析。
本实验旨在通过实际操作光栅单色仪，了解其原理和使用方法，并通过实验结果验证其性能。
一、实验原理光栅单色仪的原理基于光的衍射现象。
当光通过光栅时，会发生衍射现象，光栅上的周期性结构会使得光的不同波长发生不同程度的衍射。
光栅单色仪利用这一特性，通过调节光栅的角度和入射光的波长，将光分离成不同波长的光束，进而进行光谱分析。
二、实验器材与方法1. 实验器材：光栅单色仪、白炽灯、狭缝、凸透镜、光电二极管、光电二极管电流测量仪等。
2. 实验方法：（1）调整光栅单色仪：将光栅单色仪放置在水平的台面上，调整光栅单色仪的位置，使其稳定。
（2）调整入射光的角度：将白炽灯放置在光栅单色仪的一侧，通过狭缝调节入射光的强度，然后通过调整光栅单色仪的角度，使入射光垂直射向光栅。
（3）观察光的衍射：将凸透镜放置在光栅单色仪的一侧，调整凸透镜的位置，使其与光栅单色仪的焦点重合。
然后，在凸透镜的焦点处放置光电二极管，并连接光电二极管电流测量仪。
（4）记录实验数据：通过调整光栅单色仪的角度，观察光电二极管电流的变化，并记录下相应的角度和电流数值。
三、实验结果与分析在实验中，我们通过调整光栅单色仪的角度，观察到了光电二极管电流的变化。
实验结果显示，当光栅单色仪的角度发生变化时，光电二极管电流也会随之变化。
这是因为光栅单色仪的角度变化会导致入射光的波长发生变化，从而影响到光的衍射现象。
通过进一步分析实验数据，我们可以得出光栅单色仪的分辨本领。
分辨本领是指光栅单色仪能够分辨两个波长之间的最小差异。
在实验中，我们通过测量光电二极管电流的变化，可以确定光栅单色仪的分辨本领。
实验结果显示，光栅单色仪的分辨本领较高，能够分辨出波长之间非常小的差异。
四、实验误差与改进在实验中，由于仪器的精度和实验条件的限制，可能会产生一定的误差。
例如，光栅单色仪的角度调节可能不够精确，导致测量结果的误差。
多功能光栅光谱仪(单色仪)构造图解读
多功能光栅光谱仪（单色仪）的构造图
多功能光栅光谱仪（单色仪）是一个光谱分析研究的通用设备。
可以研究诸如氢氘光谱，钠光谱等元素光谱（使用元素灯作为光源），也可以作为更为复杂的光谱仪器的后端分析设备，比如激光拉曼/荧光光谱仪。
多功能光栅光谱仪（单色仪）的结构包括：
1、光源
2、光栅及反射镜
3、准光镜和物镜
4、入射出射狭缝旋钮
5、接收设备（光电倍增管/CCD）
6、计算机及软件系统
图1：多功能光栅光谱仪（单色仪）
图2：多功能光栅光谱仪光路图
图3：多功能光栅光谱仪内部结构
图4：光栅及反射镜
光栅由步进电机驱动，由计算机软件驱动，可以获得较高的精度。
反射镜1将由入射狭缝进入的光线反射到准光镜上。
反射镜2离开光路时，物镜上射来的光线直接进入出射狭缝到光电倍增管，而当反射镜2进入光路时，出射光线被反射到CCD接收器。
图5：准光镜和物镜
图6：入射出射狭缝旋钮
狭缝宽度：0～2mm连续可调。
图7：接收设备（光电倍增管/CCD）。
光栅单色仪的调整和使用(中国科学技术大学大物实验)
光栅单色仪的调整和使用 31 80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、LED 和汞灯的光谱了解单色仪的特点。
实验原理：一.光栅单色仪的结构和原理 <2002、分光系统，3、接受系统。
单色仪的光源有：火焰、 电火花、激光、高低压气体灯（钠灯、汞灯等）、星体、太阳等。
如下图所视，当入射光与光栅面的法线N 的方向的夹角为φ（见图）时，光栅的闪耀角为θ。
取一级衍射项时，对于入射角为φ，而衍射角为θ时，光栅方程式为：d(sin φ＋sin θ)= λ因此当φ、θ一定时，波长λ与d 成正比。
几何光学的方向为闪耀方向，则可以算出不同入射角时的闪耀波长，由于几何光学方向为入射角等于反射角的方向，即)(b b θθθφ---=-，所以有φθθ-=b 2，光栅方程式改为：λφθφ=-+))2sin((sin b d单色仪中等效会聚透镜的焦距f=500mm 光栅的面积64⨯64mm 2 光栅的刻划密度为1200线/mm 二、狭缝宽度缝宽过大时实际分辨率下降，缝宽过小时出射狭缝上得到光强太小。
最佳狭缝宽度为：Dfa n λ=86.0。
其中f 为抛物镜的焦距，D 是由光栅和抛物镜的口径限图1 单色仪的组成光源透镜分光系统接收系统系统制的光束的直径，实验中f ＝500mm ，D=64mm 。
根据光学的理论知识可知，光栅的特性主要有：谱线的半角宽度、角色散率和光谱分辨本领。
根据光学的理论知识可以知道，光栅的特性主要有：谱线的半角宽度、角色散率和光谱分辨本领。
理论上它们分别为：式中N 为光栅的总线数，在本实验中N 为64⨯1200=76800，m 为所用的光的衍射级次，本实验中m=1。
实验中由于光学系统的象差和调整误差，杂散光和噪声的影响，加上光源的谱线由于各种效应而发生增宽，所以实际的谱线半角宽度远远大于理论值，因此光谱仪的实际分辨本领远远小于76800。
数据及数据处理：焦距f=500mm.光栅的面积64⨯64mm 2 光栅的宽度D=64mm ，光栅的刻划密度为1200线/mm,1、最佳狭缝宽度D fa n λ=86.0=0.86×500 ×579.06/64 nm=3.891μm D fa n λ=86.0=0.86×500 ×576.96/64 nm=3.876μm2、理论分辨本领R=1×64×1200=76800m 为干涉级次，这里m=1，N 为光栅的总线条数。
各种单色仪的探究
不同单色仪的探究摘要：本文综合介绍了不同种类的单色仪以及各自的原理，并且对棱镜单色仪和光栅单色仪的优缺点进行了一些比较，最后对单色仪的现状进行了一些阐述，对单色仪中存在的一些问题进行了简单归纳。
关键词：棱镜单色仪，光栅单色仪，单色仪比较1666年，牛顿在研究三棱镜时发现太阳光通过三棱镜后被分解成了七色光。
1814年，夫琅禾费设计了一套包括棱镜、狭缝和视窗的光学系统并观察了太阳光谱中的吸收谱线。
1860年，克希霍夫和本生为研究金属光谱而设计了较完善的现代光谱仪，标志着光谱学的诞生。
如今光谱分析已经是现在研究物理光学的主要分析手段，在科研和生产等方面发挥着极大的作用。
在光谱分析中，无论是对于荧光光谱，还是穿透吸收光谱，还是拉曼光谱的研究，获得单色光是不可缺少的手段。
除了单色光源外、颜色玻璃和干涉滤光片外，单色仪也是一种获得单色光的途径。
单色仪是一种通过色散、衍射等方法将紫外、可见和红外的光谱区里的复合光分解成不同波长的单色光。
按照不同的分类标准，单色仪可以分为很多种。
常用的单色仪分为光栅单色仪和棱镜单色仪。
光栅单色仪按光束入射方式可分为正入射、掠入射和投射单色仪；按光学系统分布可分为罗兰圆和非罗兰圆；按衍射光栅面型可分为平面、球面和环面单色仪。
一、不同种类的单色仪1、棱镜单色仪棱镜单色仪是晶体单色仪的一种，此类单色仪是以晶体作为分光元件的，用作同步辐射X射线波段的分光系统，由于晶体单色仪的衍射面是晶格面，所以真空环境的要求可以比较低（10-1 Pa）。
普通的棱镜单色仪通常由三部分组成，准光镜系统、色散系统和成谱系统。
如下图所示：准光镜系统，它是由准直光物镜L1和放在L1焦平面上的狭缝S组成；色散系统，它是由棱镜P等组成；成谱系统，它是由物镜L2和在其焦平面上的像屏组成。
成谱系统形式的不同，仪器的名称就不同。
若采用的是望远镜来观察光谱，则叫做“棱镜分光镜”；若采用物镜和感光板进行摄谱，则叫做“棱镜摄谱仪”；若用狭缝来分离谱线，则叫做“单色仪”。
大学物理实验光栅单色仪
单色仪的分光系统—矩形光栅
1
入射光垂直矩形光栅时衍射光强的分布公式：
2
d为光栅的周期，为衍射角
3
单缝衍射因子干涉因子 a为光栅透光部分的宽度，N为光栅的总周期数
单色光的光栅光强分布的曲线
透光缝宽:a=0.01mm 光栅周期:d=0.02mm 光栅的总条数:N=4
透光缝宽:a=0.01mm 光栅周期:d=0.03mm 光栅的总条数:N=100
单色仪的接收系统—光电倍增管
光电倍增管的工作原理和使用注意事项
利用光电子发射效应和二次电子发射效应制成的光电器件。光电倍增管是电流放大元件，具有很高的电流增益，因而最适合于微弱信号的检测。 优点是灵敏度高、稳定性好、响应速度快和噪音低。 缺点是结构复杂、工作电压高、体积大。 使用光电倍增管应当了解它的特性，如它的频率特性、时间特性、暗电流和噪声特性，还有稳定性及对环境的要求等。 注意事项： （1）负高压350伏（光电倍增管加的电压为负高压），先开电源再开高压（关时一定要相反）。 （2） 一般在半小时后阳极电流达到稳定（暗电流）。 （3）输入光信号不可过强，光阴极面不可直接暴露在光照下（特别是在加了电压的情况下，否则将烧毁光电倍增管）。 （4）为了尽可能降低噪声在不使用光电倍增管的时候要挡住入射光。
测量绿、红、蓝、黄、品和青色滤光片的透过率曲线。
确定绿色滤光片的峰值、峰值波长及半高宽。
确定红、蓝、黄、品和青色滤光片的截止波长（通带第一个峰值的40%强度处所对应波长）。
根据蓝、黄、品和青色滤光片的光谱特性，选用两种颜色滤波片的组合分别设计512nm和536nm窄带滤波片（峰值尽量窄和高），并测量透过率曲线。
为光线的入射角
为光线的衍射角
b 光栅的闪耀角
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。
光栅单色仪安全操作及保养规程
光栅单色仪安全操作及保养规程光栅单色仪（Grating Monochromator）是一种用于测量光谱的仪器。
广泛应用于各种实验室和工业生产领域。
在使用过程中，正确的操作流程和维护保养是至关重要的。
本文将介绍光栅单色仪的安全操作和保养规程，以确保精度和可靠性。
安全操作规程1. 穿戴安全装备在使用光栅单色仪之前，应穿戴适当的安全装备，例如实验室服、防护眼镜和手套等。
确保完全保护头、眼睛和手等容易受到危害的部位。
特别注意，在任何时候，不要使用手指触摸接触任何形式的光源，以免受到光线的伤害。
2. 正确放置光栅单色仪在使用光栅单色仪之前，需要将设备放置在放置平稳的表面上。
仔细检查设备的脚垫是否完好，确保稳固。
特别注意，在使用过程中，不要将光栅单色仪放置在热源和电磁源附近，以免影响测量精度。
3. 避免超负荷操作在使用光栅单色仪时，需要避免出现过量的试样和光源。
必须确保在设备允许的负荷范围内操作，以避免发生意外和损坏设备。
特别是在加入试样时，要按照仪器说明书中的操作步骤进行。
4. 正确操作参数设置在使用光栅单色仪时，需要设置正确的操作参数，例如光源强度、次数、波长范围和步进等。
必须请参考仪器操作指南设置正确的参数，确保性能、准确性和可重现性。
特别注意：不要瞬间调整参数设置，以免影响仪器和被测试物质的性能。
5. 风险评估在进行任何实验时，应评估具体操作所涉及的风险。
对于可能涉及的生命和健康危险，必须采取适当的预防措施。
特别注意：在进行有毒和放射性物质的检测时，一定要采取特殊的保护措施，以确保实验安全。
保养规程1. 清洁光栅单色仪在使用光栅单色仪之前，请仔细检查设备的外观及内部是否干净无尘。
检查仪器表面有没有损伤，以及是否有油污等污渍。
定期将设备内部和外部进行清洁，以确保高质量、可靠的测试数据。
特别注意：不要在正在运行的设备上擦拭或清洁，必须在设备停用后进行清洁。
2. 定期维护光栅单色仪在使用光栅单色仪过程中，需要定期检查设备的性能和功能，确保设备保持一致的性能和精度。
光谱仪的分类
光谱仪的分类光谱仪的种类很多，分类方法也很多，根据光谱仪所采用的分解光谱的原理，可以将其分成两大类：经典光谱仪和新型光谱仪。
经典光谱仪是建立在空间色散（分光）原理上的仪器；新型光谱仪是建立在调制原理上的仪器，故又称为调制光谱仪。
经典光谱仪依据其色散原理可将仪器分为：⎧⎪⎨⎪⎩棱镜光谱仪衍射光栅光谱仪干涉光谱仪根据接收和记录光谱的方法不同，光谱仪可分为：⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩⎩看谱仪摄谱仪光电直读光谱仪光电光谱仪光电单色仪分光光度计 根据光谱仪器所能正常工作的光谱范围，光谱仪可分为：~nm ~nm ~nm nm~2.5m ~m m~mm ⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩真空紫外（远紫外）光谱仪（6200）紫外光谱仪（185400）可见光光谱仪（380780）近红外光谱仪（780μ）红外光谱仪（2.550μ）远红外光谱仪（50μ1）根据仪器的功能及结构特点，光谱仪可分为下列类型：1、单色仪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩平面光栅单色仪凹面光栅单色仪棱镜单色仪双单色仪2、发射光谱仪⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎩火焰光度计看谱仪摄谱仪光电光谱仪谱线测量光谱仪3、吸收光谱仪⎧⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩真空紫外分光光度计可见分光光度计紫外可见分光光度计双波长分光光度计红外分光光度计原子吸收分光光度计4、荧光光谱仪⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩原子荧光光度计荧光光度计荧光分光光度计荧光检测计5、调制光谱仪⎧⎪⎨⎪⎩傅里叶变换光谱仪阿达玛变换光谱仪栅栏调制光谱仪6、其他光谱仪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩激光拉曼光谱仪快速扫描光谱仪相关光谱仪光声光谱仪成像光谱仪多光谱扫描仪色度仪测色色差计白度计。
光栅单色仪光栅单色安全操作及保养规程
光栅单色仪光栅单色安全操作及保养规程一、前言光栅单色仪是利用衍射原理制作的具有分辨能力的光谱仪器。
其工作原理是将复杂的光电信号分离成单一的波长，并进行测量和分析。
本文旨在介绍光栅单色仪的安全操作规程和保养规程，以确保仪器的正常运行和使用寿命。
二、安全操作规程1. 使用前的准备工作使用光栅单色仪前，需要进行以下准备工作：•核对仪器的电压要求和天然气的流量要求，并保持稳定。
•确认仪器的显示器、输入信号和输出信号线均已连接稳定。
•检查样品是否符合测试要求。
2. 使用过程中的注意事项在操作光栅单色仪时，需要注意以下事项：•仪器上电后需要预热一段时间，确保其稳定性。
•在连接样品前，需要清洁光路，避免污染。
•进行样品测试时，需要根据样品的特性调整光路和检测器参数，并进行校准。
•不要猛拉或者震动光栅单色仪，以免破坏其内部结构。
•不要将样品放置在仪器上过久，以免影响样品的质量和稳定性。
•仪器使用完毕后，需要按照规定关闭电源、关闭天然气和断开信号线。
3. 使用过程中的安全措施为了保障使用者的安全，需要做好以下安全措施：•勿将有液体样品或试剂品进入仪器中。
•不得在光栅单色仪外侧涂抹或喷洒其他化学产品或去底剂等。
•在使用天然气的过程中，确保天然气的气压不高于1.2 Bar。
•确保使用天然气环境无火源，保持通风。
•避免与仪器的导电连接线、电源线接触，以免受到电击伤害。
三、保养规程1. 日常保养光栅单色仪的日常保养措施如下：•定期清洁光源，仪器测量原理是靠光线，光源需要保持干净。
•定期清洁样品室，定期更换室内的过滤纸。
•定期检查仪器零部件是否松动，必要的时候进行拧紧。
2. 长期保养长期保养光栅单色仪需要注意以下事项：•定期更换光学元件，例如：光栅、反射镜等，保证其精度和清晰度。
•定期进行维护和调整，例如：定期检查光栅单色仪的精度和灵敏度等。
•避免光栅单色仪进水，避免其远离水源等。
四、总结光栅单色仪是一种精密仪器，使用它需要注意安全规程，做好日常保养。
单色仪原理
单色仪原理单色仪是一种用于分离和测量光谱中不同波长光线的仪器，它在光谱分析和光学测量中起着非常重要的作用。
单色仪的原理是基于光的色散特性和光的衍射原理，通过一系列光学元件的作用，将多色光分离成单色光，以便进行精确的光谱分析和测量。
首先，让我们来看一下单色仪的基本构造。
单色仪通常由入射口、准直系统、色散元件、出射口等部分组成。
入射口用于接收光源发出的多色光，准直系统用于将入射光线整形成平行光束，色散元件用于分散光束中的不同波长光线，最后出射口用于输出单色光线。
通过这些部分的协同作用，单色仪可以实现对光谱的精确分析和测量。
其次，让我们来了解一下单色仪的工作原理。
当多色光线通过入射口进入单色仪后，准直系统将其整形成平行光束，然后经过色散元件的作用，不同波长的光线会按照其波长大小被分散开来，最终形成一条连续的光谱。
在这个过程中，色散元件起着至关重要的作用，它可以是棱镜、光栅或者衍射光栅等，通过其特殊的光学性质，将多色光线有效地分散开来。
最后，出射口会选择其中的某一条波长的光线输出，形成单色光。
通过调节色散元件的角度或者改变入射光线的角度，可以实现对不同波长光线的选择和输出，从而完成对光谱的分析和测量。
此外，单色仪还可以通过各种探测器来实现对单色光的测量和记录。
常见的探测器有光电倍增管、CCD阵列和光电二极管等，它们可以将单色光线转换成电信号，并进行信号放大、处理和记录，从而实现对光谱的精确测量和分析。
总的来说，单色仪通过光的色散特性和衍射原理，实现了对多色光的分离和测量。
它在光谱分析、光学测量和光谱成像等领域有着广泛的应用，是一种非常重要的光学仪器。
通过对单色仪的原理和工作过程的深入了解，可以更好地理解其在科研和工程应用中的作用，为相关领域的研究和实践提供有力支持。
光栅单色仪的调整和使用
光栅单色仪的调整和使用1666年牛顿在研究三棱镜时发现将太阳光通过三棱镜太阳光分解为七色光。
1814年夫琅和费设计了包括狭缝、棱镜和视窗的光学系统并发现了太阳光谱中的吸收谱线（夫琅和费谱线）。
1860年克希霍夫和本生为研究金属光谱设计成较完善的现代光谱仪—光谱学诞生。
由于棱镜光谱是非线性的，人们开始研究光栅光谱仪。
光栅单色仪是用光栅衍射的方法获得单色光的仪器，它可以从发出复合光的光源（即不同波长的混合光的光源）中得到单色光，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分析。
棱镜单色仪和光栅单色仪的优缺点的比较是：棱镜的工作光谱区受到材料的限制，光的波长小于120nm，大于50m时不能用棱镜分光。
光栅的角色散率与波长无关，棱镜的角色散率与波长有关。
棱镜的尺寸越大分辨率越高，但制造越困难，同样分辨率的光栅重量轻，制造容易。
可是光栅存在光谱重叠问题而棱镜没有。
光栅存在鬼线（由于刻划误差造成）而棱镜没有。
本实验的目的是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1、光栅单色仪的结构和原理如图1 所示，光栅单色仪由三部分组成：1、光源和照明系统，2、分光系统，3、接受系统。
单色仪的光源有：火焰（燃烧气体：乙炔、甲烷、氢气）、电火花、电弧（电火花发生器）、激光、高低压气体灯（钠灯、汞灯等）、星体、太阳等。
分光系统光源接收系统透镜图1 单色仪的组成PMTM2GM1S1：入射狭缝 S2：出射狭缝 M1：离轴抛物镜G：闪耀光栅 M2：反光镜 PMT：光电倍增管S2图2 光栅单色仪的分光系统S1光栅单色仪的分光系统如图2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，光通过M1变成平行光照射到光栅上，再经过光栅衍射返回到M1，经过M2会聚到出射狭缝S2，由于光栅的分光作用，从S2出射的光为单色光。
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。
单色型小型光栅单色仪
单色型小型光栅单色仪使用说明书一、概述光谱仪器是一种利用光学光谱的色散原理而设计的光学仪器。
所谓光学光谱是指从远紫外或真空紫外光谱区到远红外光谱区的整个波段。
而单色型光栅单色仪应用在200-800nm波长范围内的单色光。
单色型小型单色仪外形精巧美观、结构新颖、性能稳定。
有极好的性能价格比，为广大用户提供了又一新型的测量仪器。
二、规格及主要技术指标1. 规格参数:波长范围： 200-800 nm准直径焦距： f=100mm相对孔径： D/F＝1/5色散元件： 1200L/mm外形尺寸： 120×90×65（mm）重量： 0.8Kg2. 主要技术指标:波长精度：±1nm波长重复性： 0.5nm狭缝宽度： 0.15mm（1nm）、0.3mm（2nm）三、仪器特点※体积小※出入狭缝均为两档，狭缝分别为0.15mm、0.3mm※输出的单色光谱波长，从波长鼓轮直接读取※性能稳定，重现性好※可选择单色器用，也可选作该仪器与溴钨灯组合※做单色仪光源用，价格便宜四、结构介绍单色型光栅单色仪包括狭缝机构、光学系统和读数机构等组成。
1.狭缝机构狭缝宽度，包括0.15mm和0.3mm两种宽度。
2.光学系统光学系统由1200L/mm光栅、球面反射镜（f＝100mm）和平面反射镜组成。
其光路如下图：其中：S1：入射狭缝 S2：出射狭缝 G:平面衍射光栅M1，M 4：平面反射镜 M2，M3：球面反射镜入射狭缝S1，出射狭缝S2为可变宽度的直狭缝，宽度范围0.15mm和0.3mm。
入射光由S1 经平面反射镜M1 反射到球面反射镜M3上，并且S1位于球面镜M3的焦点处，经由M3反射出的平行光照射到光栅G上，光栅发生衍射后的光照射到球面反射镜M1上，再经M1反射到S2上，且S2为M2的焦点处，S2的出射光为经光栅衍射后的单色光。
3.读数机构单色型光栅单色仪输出的单色光谱波长可从读数鼓轮直接读出，其读数精度为0.01mm。
光栅单色仪实验报告
光栅单色仪实验报告实验人：宋易知指导老师：白在桥实验日期：2015.6.8【实验目的】(1) 了解单色仪的结构原理，学会使用平面光栅单色仪。
(2) 利用单色仪测量干涉滤光片的光谱透射率曲线。
【实验仪器】WGD-5型光谱光栅仪，装有软件的电脑，溴钨灯，滤色片及汞灯等。
【实验原理】1. 平面光栅单色仪的结构原理光学系统主要由以下三部分组成：（1）入射准直部分由入射狭缝S1和抛物凹面镜M1组成，用以产生适用于光栅衍射的平行光束。
（2）色散系统平面光栅G构成色散系统，达到分光以后产生各种波长单色光的要求。
（3）出射聚焦系统由抛物凹面反射镜M1、平面反射镜M2和狭缝S2组成。
由光栅色散系统产生的单色光经由M1和M2反射作用后会聚至出射狭缝S2，产生窄光束的单色光。
2.单色仪主机电路仪器主机内主要是步进电动机信号发生器电路，用来控制步进电动机的转动。
3.光电倍增管及测光仪广电倍增管是把微弱的输入光转换成电子，并使电子数获得倍增的电真空器件。
当光信号强度发生变化时，阴极发射出的光电子数发生相应的变化，由于各倍增极因子基本保持常数，所以阳极电流亦随光信号的变化而变化。
4.滤光片的透射率滤光片对不同波长的透射能力不一样。
当波长为λ，光强I0(λ)的单色光垂入射在滤光片上时，透过滤光片的光强若为IT(λ)，我们定义其光谱透射率为T(λ)=I T(λ) I0(λ)若以白光为光源，出舍得单色光所产生的光电流i0(λ)与入射光光强I0(λ)、单色仪的光谱透射率T0(λ)和光电器件的光谱响应率S(λ)成正比，即：i0(λ)=KI0(λ)T0(λ)S(λ)现将光谱投射仪为T(λ)的滤光片插入光路，放置在入射狭缝之前，在光电流变为：i T(λ)=KI0(λ)T(λ)S(λ)所以：T(λ)=i T(λ) i0(λ)【实验过程与数据处理】1.利用汞灯校准波长将范围选为350~600进行扫描，获得结果如图。
寻峰发现共有9个能量高于50的峰，峰值对应波长如下对照发现相差小于1nm，无须校准。
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单色型小型光栅单色仪
使用说明书
一、概述
光谱仪器是一种利用光学光谱的色散原理而设计的光学仪器。
所谓光学光谱是指从远紫外或真空紫外光谱区到远红外光谱区的整个波段。
而单色型光栅单色仪应用在200-800nm波长范围内的单色光。
单色型小型单色仪外形精巧美观、结构新颖、性能稳定。
有极好的性能价格比，为广大用户提供了又一新型的测量仪器。
二、规格及主要技术指标
1. 规格参数:
波长范围： 200-800 nm
准直径焦距： f=100mm
相对孔径： D/F＝1/5
色散元件： 1200L/mm
外形尺寸： 120×90×65（mm）
重量： 0.8Kg
2. 主要技术指标:
波长精度：±1nm
波长重复性： 0.5nm
狭缝宽度： 0.15mm（1nm）、0.3mm（2nm）
三、仪器特点
※体积小
※出入狭缝均为两档，狭缝分别为0.15mm、0.3mm
※输出的单色光谱波长，从波长鼓轮直接读取
※性能稳定，重现性好
※可选择单色器用，也可选作该仪器与溴钨灯组合
※做单色仪光源用，价格便宜
四、结构介绍
单色型光栅单色仪包括狭缝机构、光学系统和读数机构等组成。
1.狭缝机构
狭缝宽度，包括0.15mm和0.3mm两种宽度。
2.光学系统
光学系统由1200L/mm光栅、球面反射镜（f＝100mm）和平面反射镜组成。
其光路如下图：
其中：S1：入射狭缝 S2：出射狭缝 G:平面衍射光栅
M1，M 4：平面反射镜 M2，M3：球面反射镜
入射狭缝S1，出射狭缝S2为可变宽度的直狭缝，宽度范围0.15mm和0.3mm。
入射光由S1 经平面反射镜M1 反射到球面反射镜M3上，并且S1位于球面镜M3的焦点处，经由M3反射出的平行光照射到光栅G上，光栅发生衍射后的光照射到球面反射镜M1上，再经M1反射到S2上，且S2为M2的焦点处，S2的出射光为经光栅衍射后的单色光。
3.读数机构
单色型光栅单色仪输出的单色光谱波长可从读数鼓轮直接读出，其读数精度为0.01mm。
波长与读数鼓轮示值之间的关系为：
五、仪器的使用
单色型光栅单色仪在出厂前已经调试完成，不需要用户再次调试可直接使用。
本仪器可作单色器用，也可与溴钨灯或各种光源组合使用，提供连续单色光或特定光源的特定谱线。
六、技术支持
您在使用单色型小型光栅单色仪过程中，如果遇到技术问题无法解决，或提出新的技术要求，请和我们联系，我们将为您提供良好的技术服务。