试验11小型棱镜摄谱仪的使用
用小型棱镜摄谱仪测定光波波长(完整)
姓名：小田田学号：5502211070 班级：本硕111班实验日期：2012年10月23日（第八周）用小型棱镜摄谱仪测定光波波长我们知道物质的原子和分子都能够辐射和吸收自己的特征光谱。
分析物质的辐射或吸收光谱，就可以了解物质的组成和各成分的含量。
由于光谱分析具有较高的灵敏度，特别是对低含量元素的分析准确度较高，分析速度快。
因此，它在科学实验和研究中有着重要应用。
【实验目的】１．了解棱镜摄谱仪的构造原理。
２．掌握棱镜摄谱仪的调节方法和摄谱技术。
３．学会用照相法测定某一光谱线的波长。
【实验仪器】玻璃棱镜摄谱仪，汞灯，氦—氖激光器，氦—氖辉光器，读数显微镜，暗室设备等。
【实验原理】1，棱镜摄谱仪的构造（１）准直管准直管由狭缝S1和透镜L1组成。
S1位于L1的物方焦平面上。
被分析物质发出的光射入狭缝，经透镜L1后就成为平行光。
实际使用中，为了使光源S射出光在S1上具有较大的照度，在光源与狭缝之间放置会聚透镜L，使光束会聚在狭缝上。
（２）棱镜部分主要是一个（或几个）棱镜P，利用棱镜的色散作用，将不同波长的平行光分解成不同方向的平行光。
（３）光谱接收部分光谱接收部分实际上就是一个照相装置。
它包括透镜L2和放置在L2像方焦平面上的照相底板F，透镜L2将棱镜分解开的各种不同波长的单色平行光聚焦在F的不同位置上，如图5—14—1所示。
由于透镜对不同波长光的焦距不同，当不同波长的光经L2聚焦后并不分布在与光轴垂直的同一平面上，所以，必须适当地调整照相底板F的位置，方可清晰的记录各种波长的谱线。
分别是波长为和的光所成的狭缝的像，叫做光谱线。
各条光谱线在底板上按波长依次排列就形成了被摄光源的光谱图。
若光源辐射的波长等为分立值，则摄得的光谱线也是分立的，叫做线光谱；若光源辐射的波长为连续值，则摄得的是连续光谱。
姓名：小田田学号：5502211070 班级：本硕111班实验日期：2012年10月23日（第八周）本实验用的小型玻璃棱镜摄谱仪，可用来拍摄可见光区域的光谱。
小型棱镜摄谱仪实验指导书
小型棱镜摄谱仪观测测原子光谱一、实验目的：1．学习摄谱、识谱和谱线测量等光谱研究的基本技术；2．通过测量氢光谱可见谱线的波长，验证巴耳末公式的准确性，准确测定氢的里德伯常数。
3．观察钠光谱二、实验仪器：小型棱镜摄谱仪、电火花发生器、钠光灯 二、实验原理：氢原子光谱光谱线波长是由产生这种光谱的原子能级结构所决定的。
每一种元素都有自己特定的光谱，所以称它为原子的标识光谱。
光谱实验是研究探索原子内部电子的分布及运动情况的一个重要手段。
巴尔末,1825-1898)发现，在可见光区氢原子谱线可以由下面公式确定：）（221211nR H -=λ（4-1） 其中n 是大于2的整数，H R 是实验常数，称为里德伯(Rydberg)常数。
由上式确定的氢谱线为巴尔末线系，当n ＝3，4，5，6时，所得的谱线分别标记为αH 、βH 、γH 、σH 。
以这些经验公式为基础， (玻尔,1885-1962) 建立了氢原子的理论(玻尔模型)，并从而解释了气体放电时的发光过程。
根据玻尔理论：当原子从高能量的能级跃迁到低能量的能级时，以光子的形式释放能量。
氢原子n 能级上的能量为22048hn me E n ε=（n 是正整数），所以光子的波数())11()11(81122022022040nn R n n c h me E E hc H n -=-=-=ελ (4-2) 其中0n =1，2，3……， n = 0n +1，0n +2，0n +3……。
根据玻尔模型得到里德伯常数的理论值为ch me R H 32048ε= （4-3）代入各常数值计算，R H ＝ 373 153 4×107m －1。
该值与实验值十分接近。
实验装置及操作要点：本实验选用小型棱镜摄谱仪，通过照相法测定光谱线的波长。
如果不用照相机拍片，而是在输出端用测微目镜读数，则此装置称为“读谱仪”。
小型棱镜摄谱仪的光路见图4-2。
摄谱仪的内部各光学元件的调整步骤大致如下：将摄谱仪及附件按图4-2a 布置，S 为待测光源。
棱镜摄谱
λx=λ1+(λ2-λ1)ax/a
其中a=l2-l1；ax=lx-l1
①右起第六条：
/mm 1
2
3
4
5
6
平均值 标准差
a 0.476 0.504 0.458 0.505 0.463 0.462 0.478 0.021
ax 0.076 0.073 0.079 0.072 0.075 0.070 0.075 0.0029
摄谱前的准备：调节共轴，将光源S置于准直物镜L1的光轴上在光源与狭缝S1之间加入 聚光照明透镜L，调节透镜L的位置，使光源成像在入射缝上。若更换光源，只能调整光源的 位置，而透镜L的位置不应变动，以保证光源始终处在准直物镜L1的光轴上。
调节与观察：毛玻璃放在暗匣的放底板的位置处，移动暗匣，使毛玻璃上现出光谱， 取下暗匣，在暗室中装入底板。用哈特曼光阑控制各光谱。
本实验测量仪器类似千分尺，查表得：
△仪
△估
C
△B Ub=△B/C
P
ax(mm) a(mm)
0.004
0.002 3（正态分 0.0045 0.0015
布）
0.68
3
4
(3)合成不确定度
①右起第六条：
ax(mm)
a(mm)
Ua
0.0013
0.0095
Ub
0.0015
0.0015
U
0.0020
0.0096
本次实验中使用铁谱作为已知谱，中间为氦谱作为未知谱.因为铁光谱谱线丰富，而且 几乎每一条谱线的波长都被准确地测定，故只要并列拍摄铁光谱与未知样品光谱，并对所摄 的底片进行测量，通过计算即可求出未知谱线的波长.我们利用插值法，将λ1与l1-l2近似看 成线性关系，则
棱镜摄谱实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：普通物理实验（3）实验名称：用小型棱镜摄谱仪测定光波波长学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、实验目的：１．了解棱镜摄谱仪的构造原理。
２．掌握棱镜摄谱仪的调节方法和摄谱技术。
３．学会用照相法测定某一光谱线的波长。
二、实验仪器：玻璃棱镜摄谱仪，汞灯，氦—氖激光器，氦—氖辉光器，读数显微镜，暗室设备等。
三、实验原理：1.棱镜摄谱仪的构造（1）准直管准直管由狭缝S1和透镜L1组成。
S1位于L1的物方焦平面上。
被分析物质发出的光射入狭缝，经透镜L1后就成为平行光。
实际使用中，为了使光源S射出光在S1上具有较大的照度，在光源与狭缝之间放置会聚透镜L，使光束会聚在狭缝上。
（2）棱镜部分主要是一个（或几个）棱镜P，利用棱镜的色散作用，将不同波长的平行光分解成不同方向的平行光。
（3）光谱接收部分光谱接收部分实际上就是一个照相装置。
它包括透镜L2和放置在L2像方焦平面上的照相底板F，透镜L2将棱镜分解开的各种不同波长的单色平行光聚焦在F的不同位置上，如图（1）所示。
由于透镜对不同波长光的焦距不同，当不同波长的光经L2聚焦后并不分布在与光轴垂直的同一平面上，所以，必须适当地调整照相底板F的位置，方可清晰的记录各种波长的谱线。
图（1）分别是波长为的光所成的狭缝的像，叫做光谱线。
各条光谱线在底板上按波长依次排列就形成了被摄光源的光谱图。
若光源辐射的波长等为分立值，则摄得的光谱线也是分立的，叫做线光谱；若光源辐射的波长为连续值，则摄得的是连续光谱。
本实验用的小型玻璃棱镜摄谱仪，可用来拍摄可见光区域的光谱。
其结构与图16—1所示的基本相同，但由于采用恒偏棱镜代替三棱镜P，因此，它的照相装置中光学系统的光轴与准直管的光轴垂直如图（2）所示。
２．摄谱仪的性能（１）色散色散代表仪器的分光能力，是衡量复色光经仪器色散后各单色光分散的程度。
为了得到质量较好的光谱，某一波长的谱线总是以最小偏向角的状态通过棱镜，由于不同波长的谱线有不同的最小偏向角，所以可用角色散表示棱镜色散的特征（相差单位波长的两谱线分开的角距离）。
小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱解读
小型棱镇摄谱仪测氢原子光谱软学H的c分辛揮■熟£• r«£个层次hR学习iatrt.讥说和说线测甲等比trt研克的尿本技术，2v週过测皿氮允谕可兒ilHft的波Q 胶证巴耳木公式的MWIfb准脩测定筑的叽Ififfl 靠数.教学内客（注明孑•敢点»雄点？餐点、一、实脸所用仪28,小都機績读＜»＞帯仪、氟灯、亲灯二. 实验原理部分.U氧原子先谱比常线波K足市产伟达种比诰的斥r•俊级給构所决逹的•吋种元忒矗仔佝己持定的尤所以称它为愉/的林取光谱.允谱实验韭研究抹玄从J‘内部电丫•的分仙及运功俏况的个V F«. JJ Bfllmer（巴尔末.E825J898）发仏件可见丸区氯版沪帯纽町以由Fife公式确论中n是AJ 2的补络心於实於帘数・称为屮憾你Rydbcqn滋tt由I光确応的礼泊线为巴尔来线系・半”=3・4. 5. 6时•所紂的说线分别标记为!l fl. H^、1＜ .叽.以这些給怕公式为站邮.N.Bdr（玻尔，刚2962）建立了氢酥子的理论似尔快讪，井从［气体放电时的发JtilF化根朋圾尔理论：为廉r从岛隐m的能级MUI到低曉就的匕F的形式释放能BL MMi i n I们陡浪为匕=竺=〃足圧楼数〉.8r；An ・所以光f的波孜卜£（H 釜&弓-嗨弓o,iC^JIa-l. 2. 3……• M- #l0 + l. %*2・如.3—•叙据•越尔欖療得卅鬼繼们常散的理论值为代入&議散值计m Rp・1373731534 NO。
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棱镜摄谱仪实验报告doc
棱镜摄谱仪实验报告篇一：《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》评分：大学物理实验设计性实验实验报告实验题目：用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长班级：电信06-1姓名：林松学号： 22指导教师：茂名学院技术物理系大学物理实验室实验日期：XX 年11 月29 日实验26 《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验提要实验课题及任务《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》实验课题任务是，用小型棱镜摄谱仪测量激光的波长。
实验提示在实验室现有的条件下，用小型棱镜摄谱仪来测量激光光谱主谱线的波长，有两种方法。
⑴读谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的读谱方法。
⑵摄谱法：参阅以开实验MP-2《光谱的拍摄与测量》，的摄谱方法。
学生根据自己所学知识，设计出《用小型棱镜摄谱仪测量激光的主谱线波长》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。
)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果。
按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。
设计要求与提示⑴采用读谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的读谱法基本上是相同的，不同的是如何将已知光源和待测光源的光，同时照射到摄谱仪的狭缝上(这是该实验的关键)，再通过读谱仪进行测量，测量方法和《光谱的拍摄与测量》相同。
⑵采用摄谱法测量激光波长，方法和《光谱的拍摄与测量》实验的摄谱法基本相同，但问题的是如何将已知光谱和待测光谱的光强调配好，因为激光的光强比汞灯和钠灯都强得多，拍摄时的曝光时间要掌握准确，否则排出的底片洗出冲洗后效果不好，甚至失败。
这样就需要设计好各次曝光时间、显影时间、定影时间，显影、定影药液的选择与配置，测量谱线距离时要用读数显微镜测量等。
⑶该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。
⑷选择实验仪器，小型棱镜摄谱仪、光源(汞灯、钠灯、激光器)、读数显微镜、聚光镜、光谱干板及冲洗设备。
小型棱镜摄谱仪指导书
小型棱镜摄谱仪指导书
一、产品简介
小型棱镜摄谱仪是一种用于光谱分析和实验的仪器设备。
它采用高精度的棱镜结构和先进的光学技术，能够准确测量和分析各种光源的光谱特性。
本指导书将介绍小型棱镜摄谱仪的基本知识、使用方法和注意事项，以帮助用户正确操作和获取可靠的测量结果。
二、设备组成
1.主机：包含光学系统、数据处理系统和控制面板；
2.电源适配器：为主机提供电源；
3.连接线：用于连接主机和计算机或其他外部设备。
三、使用方法
1.准备工作：
a.将主机放置在平稳的工作台上，确保通风良好；
b.将电源适配器插入主机的电源插孔，并将另一端插入电源插座；
c.将连接线插入主机的数据接口，并将另一端连接到计算机或其他外部设备。
2.打开主机：
a.按下主机背面的电源开关，待主机启动完成后，屏幕将显示主菜单；
b.根据需要选择不同的功能模块，如光谱采集、数据分析等。
3.光谱采集：
a.选择光谱采集模块，确保待测物体和光源之间的距离适当，补充充足的背景光；
b.点击“开始采集”，系统将自动进行光谱采集，并实时显示结果；
c.点击“保存”按钮，可以将采集的光谱数据保存到计算机或其他存储介质中。
4.数据分析：
a.选择数据分析模块，导入需要分析的光谱数据；。
小型棱镜摄谱仪拍摄氢原子光谱及其可见光谱波长的计算
小型棱镜摄谱仪拍摄氢原子光谱及其可见光谱波长的计算化学与化工学院2006级 20061101025 高砚秀一、实验目的1.掌握小型棱镜摄谱仪的使用方法2.利用小型棱镜摄谱仪拍摄氢原子光谱并分析其光谱特点3.根据拍摄的铁及氢光谱计算出氢可见光谱（巴耳末线系）波长二、实验原理1.氢原子光谱光谱线波长是由产生这种光谱的原子能级结构所决定的，每一种元素都有自己特定的光谱，即原子的标识光谱。
J.J.Balmer(巴尔末,1825-1898)发现，在可见光区，氢原子谱线可以由下面公式确定：）（221211nR H -=λ式中，n 是大于2的整数，H R 是实验常数，称为里德伯(Rydberg)常数。
由上式确定的氢谱线为巴尔末线系，当n ＝3，4，5，6时，所得的谱线分别标记为αH 、βH 、γH 、σH 。
根据玻尔理论，当原子从高能级跃迁到低能级时，以光子的形式释放能量。
氢原子n 能级上的能量为22048hn me E n ε=（n 是正整数），所以光子的波数())11()11(81122022022040nn R n n c h me E E hc H n -=-=-=ελ 式中，0n =1，2，3……，n = 0n +1，0n +2，0n +3……。
根据玻尔模型得到里德伯常数的理论值为ch me R H 32048ε= 代入各常数值计算，R H ＝1.097 373 153 4×107m －12.横偏向棱镜三棱镜的光谱实验一般在最小偏向角附近进行。
由于不同波长的光和不同材料棱镜折射的最小偏向角不同，测量时要先寻找各种波长的光的最小偏向角，为此本实验所用的摄谱仪中采用的是恒偏向角棱镜，其结构如图示。
A ’BD ’是三棱镜，光线以i 角入射，在三棱镜中作一正方形AC ’EC,同时形成了一个包含在原三棱镜内的四边形AC ’D ’E 。
以AE 为对称轴，得到与AC ’D ’E 对称的四边形ACDE 。
小型棱镜摄谱仪的使用
小型棱镜摄谱仪的使用任何一种原子受到激发后，当由高能级跃迁到低能级时，将辐射出一定能量的光子，光子的波长为，由能级间的能量差决定：式中，为普朗克常数，c为光速。
不同，也不同。
同一种原子所辐射的不同波长的光，经色散后按一定程序排列而成的光谱，称发射光谱。
不同元素的原子结构是不相同的，因而受激发后所辐射的光波具有不同的波长，也就是有不同的发射光谱。
通过对发射光谱的测量和分析，可确定物质的元素成分，这种分析方法称为光谱分析。
通过光谱分析，不仅可以定性地分析物质的组成，还可以定量地确定待测物质所含各种元素的多少。
发射光谱分析常用摄谱仪进行。
小型棱镜摄谱仪，是以棱镜作为色散系统，观察或拍摄物质的发射光谱。
【实验目的】：1．了解摄谱仪的结构、原理和使用方法，学习小型摄谱仪的定标方法。
2．观察物质的发射光谱，测定氢原子光谱线的波长，验证原子光谱的规律性，测定氢原子光谱的里德堡常数。
3．学习物理量的比较测量方法。
【实验仪器】：小型摄谱仪、汞灯及镇流器、氢灯及电源、调压变压器。
【实验原理】：1．氢原子光谱的规律1885瑞士物理学家巴尔末发现，氢原子发射的光谱，在可见光区域内，遵循一定的规律，谱线的波长满足巴尔末公式：（1）式中，n=3，4，5，组成一个谱线系，称为巴尔末线系。
用波数（）表示的巴尔末公式为：n=3，4，5（2）式（2）中，称为氢原子光谱的里德堡常数。
用摄谱仪测出巴尔末线系各谱线的波长后，就可由式（2）算出里德堡常数，若与公认值=1.096776相比，在一定误差范围内，就能验证巴尔末公式和氢原子光谱的规律。
2．谱线波长的测量先用一组已知波长的光谱线做标准，测出它们移动到读数标记位置处时螺旋刻度尺的读数后，以为横坐标，为纵坐标，作~定标曲线。
对于待测光谱波长的光源只要记下它各条谱线所对应的螺旋尺上读数，对照定标校正曲线就可确定各谱线的波长。
本实验利用汞灯为摄谱仪进行定标校正。
然后测出氢原子光谱巴尔末线系各谱线的波长，再根据式（2）算出。
小型棱镜摄谱仪的使用
小型棱镜摄谱仪的使用任何一种原子受到激发后，当由高能级跃迁到低能级时，将辐射出一定能量的光子，光子的波长为，由能级间的能量差决定：式中，为普朗克常数，c为光速。
不同，也不同。
同一种原子所辐射的不同波长的光，经色散后按一定程序排列而成的光谱，称发射光谱。
不同元素的原子结构是不相同的，因而受激发后所辐射的光波具有不同的波长，也就是有不同的发射光谱。
通过对发射光谱的测量和分析，可确定物质的元素成分，这种分析方法称为光谱分析。
通过光谱分析，不仅可以定性地分析物质的组成，还可以定量地确定待测物质所含各种元素的多少。
发射光谱分析常用摄谱仪进行。
小型棱镜摄谱仪，是以棱镜作为色散系统，观察或拍摄物质的发射光谱。
【实验目的】：1．了解摄谱仪的结构、原理和使用方法，学习小型摄谱仪的定标方法。
2．观察物质的发射光谱，测定氢原子光谱线的波长，验证原子光谱的规律性，测定氢原子光谱的里德堡常数。
3．学习物理量的比较测量方法。
【实验仪器】：小型摄谱仪、汞灯及镇流器、氢灯及电源、调压变压器。
【实验原理】：1．氢原子光谱的规律1885瑞士物理学家巴尔末发现，氢原子发射的光谱，在可见光区域内，遵循一定的规律，谱线的波长满足巴尔末公式：（1）式中，n=3，4，5，组成一个谱线系，称为巴尔末线系。
用波数（）表示的巴尔末公式为：n=3，4，5（2）式（2）中，称为氢原子光谱的里德堡常数。
用摄谱仪测出巴尔末线系各谱线的波长后，就可由式（2）算出里德堡常数，若与公认值=1.096776相比，在一定误差范围内，就能验证巴尔末公式和氢原子光谱的规律。
2．谱线波长的测量先用一组已知波长的光谱线做标准，测出它们移动到读数标记位置处时螺旋刻度尺的读数后，以为横坐标，为纵坐标，作~定标曲线。
对于待测光谱波长的光源只要记下它各条谱线所对应的螺旋尺上读数，对照定标校正曲线就可确定各谱线的波长。
本实验利用汞灯为摄谱仪进行定标校正。
然后测出氢原子光谱巴尔末线系各谱线的波长，再根据式（2）算出。
棱镜摄谱仪实验
d
dx
x
1
2
1
d
dx
式中 ：d 两条钠谱线之间的距离，dx 是被测谱线与 1
谱线之间的距离。 谱线之间的距离通过测微目镜来测量。
测微目镜原理图
叉丝平面
螺旋测微计
目镜 测微目镜
测微目镜
2. 测微目镜的原理
主尺
叉丝 5
游标
10
10
45 40
螺旋测微计
测微目镜原理图
3. 测量：
测量时，使用测微目镜调节支架上的螺旋测微计进行测量，转动支架 上的螺旋测微计可以使测微目镜做平行移动。当叉丝的交叉点或竖线对准 备测谱线一个边缘是，记录下主尺的读数，继续转动螺旋测微计，使得叉 丝对准下一个被测谱线的同一个边缘,再记录下主尺的读数，其差值为两条
2. 测量时特别注意，不要将身体接触到带电处，以免被 电击。
3. 调节光源时，手只能接触光源调节架，调节结聚焦透 镜时，注意不要碰到激光器。
光源
棱镜调节鼓轮
物镜调焦鼓轮
狭缝窗口
及缝宽调节装 置
测微目镜及测微目镜安装支架
五、 实验要求： 1. 测量两条钠谱线左边相邻的三条最亮的谱线的波长。 2. 每条谱线测量三次，计算出波长的平均值。 3. 谱线的排列顺序是，从左到右分别为：
红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
六、实验注意事项：
1. 注意安全，激光器两端接有1000伏以上的高电压，并 且是明线连接，激光器的两个端头为金属头，均带电。
线 光 谱
氦 光 谱氖 光 谱 光谱1光谱2钠 吸 收 光 谱
二、原子光谱：
原子中的电子绕核运动时，只能处于一些不连续的
稳定态（定态），这些定态分别具有能量 E1,E 2…,但不、 能辐射能量。只有当原子从能量为E1的定态过渡到能量 为E 2的定态时，辐射才会发生，这种过渡叫跃迁。从 低能态跃迁到高能态，原子吸收光子，反之则发射光 子。
棱镜摄谱仪实验报告
一、实验目的1. 了解棱镜摄谱仪的结构和工作原理；2. 掌握棱镜摄谱仪的使用方法；3. 观察光谱现象，分析光谱线的性质；4. 学习光谱分析的基本方法。
二、实验原理棱镜摄谱仪是一种利用棱镜将光分解成光谱线的仪器。
当一束复色光通过棱镜时，由于不同波长的光在棱镜中的折射率不同，会发生不同程度的偏折，从而将光分解成不同波长的光谱线。
本实验采用的光源为半导体激光，波长为650.0nm。
三、实验仪器与材料1. 棱镜摄谱仪；2. 半导体激光器（波长650.0nm）；3. 转盘；4. 导轨；5. 黑色挡光罩；6. 照相机或光谱记录设备。
四、实验步骤1. 将棱镜摄谱仪放置在实验台上，调整至水平；2. 将半导体激光器放置在摄谱仪的入射端，调整激光器的输出功率；3. 将转盘放置在摄谱仪的出射端，调整转盘的角度；4. 打开摄谱仪的电源，使摄谱仪预热；5. 调整转盘的角度，使光谱线清晰可见；6. 利用照相机或光谱记录设备拍摄光谱图；7. 关闭摄谱仪的电源，整理实验器材。
五、实验结果与分析1. 观察光谱图，可以看到光谱线清晰可见，且分布均匀；2. 根据光谱图，分析光谱线的性质，如强度、间距等；3. 通过对比不同波长的光谱线，可以观察到不同元素的光谱特征；4. 根据光谱分析的基本方法，对光谱图进行定量分析，如计算光谱线的强度、间距等。
六、实验误差分析1. 光源稳定性：半导体激光器的输出功率可能会随时间变化，导致光谱线强度不稳定；2. 棱镜质量：棱镜的质量会影响光谱线的清晰度和分布；3. 摄谱仪调节：摄谱仪的调节精度会影响光谱线的清晰度和分布；4. 实验环境：实验环境中的温度、湿度等因素可能会影响光谱线的清晰度和分布。
七、实验总结通过本次实验，我们了解了棱镜摄谱仪的结构和工作原理，掌握了棱镜摄谱仪的使用方法，观察了光谱现象，分析了光谱线的性质。
同时，我们学会了光谱分析的基本方法，为今后进行光谱分析实验奠定了基础。
八、实验建议1. 在实验过程中，注意观察光谱线的清晰度和分布，确保实验数据的准确性；2. 在实验结束后，对摄谱仪进行清洁和保养，延长其使用寿命；3. 在实验过程中，严格遵守实验操作规程，确保实验安全；4. 在实验前，预习实验原理和操作步骤，提高实验效率。
实验十一用小型棱镜摄谱仪测定光波波长
实验十一用小型棱镜摄谱仪测定光波波长
实验目的
１。
学习棱镜摄谱仪的摄谱技术； 2。
掌握底片冲洗技术；
3。
学会用”内插法"处理数据。
仪器用具：小型棱镜摄谱仪，He —Ｎe 激光器,Ｎe 放电管，自耦变压器，镇流器，，扩束透镜,读数显微镜，光谱底片，显影液，定影液等。
实验内容及要求
1.摄谱仪的调节（光路布置见实验室挂图） 注意： 1）摄谱仪狭缝不要调到零,
2)放电管起辉后，为保护放电管要把自耦变压器再调低一些,以刚可维持放电管
发光为宜.
2。
拍摄光谱 摄谱计划(参考）
3。
底片冲洗 显影： ? à 水洗： ５秒 à 定影： 10分钟 à 水洗： １０分钟 注意:１）底片药面朝上（右上角有V 形缺口)：
2)显影时轻微晃动显影液（盘）.
４。
测量数据的处理(用内插法） 重点辅导内容
1。
摄谱光路的安排和调节； 2。
底片冲洗技术。
)
(11
21
21x x x x x
---+
=-λλλλ。
棱镜摄谱仪的使用和光谱分析实验数据处理
棱镜摄谱仪的使用和光谱分析
数据处理
1、实验测得汞灯不同颜色谱线位置如下所示：
表1汞灯不同颜色谱线位置
颜色谱线位置
深紫
淡紫
紫
兰绿
绿
黄
1
47.295
46.885
36.641
28.945
15.954
12.342
2
46.759
46.207
36.741
29.189
15.139
12.633
3
46.891
45.245
36.233
28.552
15.508
11.918
平均值(mm)
46.982
46.112
36.538
29.067
15.534
12.298
理论波长(nm)
404.66
407.78
435.84
491据汞灯实验所得数据的平均值与理论波长作图如下所示：
3、对汞灯波长—谱线位置关系曲线拟合
拟合
661.088
487.369
437.790
指数
拟合
606.469
501.855
444.645
多项式
拟合
608.985
499.049
441.434
实验波长(nm)
选择对数拟合结果
661.088
487.369
437.790
理论波长(nm)
671.620
491.600
435.840
误差值(nm)
10.532
4.231
1.950
（1）指数拟合公式
y = 647.24e-0.01x
棱镜度测试仪操作保养规程
棱镜度测试仪操作保养规程前言棱镜度测试仪（也称为棱镜仪）是用于测量透明物体如玻璃、水晶、塑料等的棱镜度的一种仪器。
本文将介绍棱镜度测试仪的操作方法和保养规程，以确保设备的准确性和使用寿命。
棱镜度测试仪的操作1. 准备工作在使用棱镜度测试仪之前，需要进行以下准备工作。
•将设备放置在水平台面上，确保仪器平稳无摇晃。
•插入电源和连接电线，将仪器打开。
•系上安全带以防仪器跌落。
2. 标准测试准备若要进行标准测试，需要进行以下操作。
•在棱镜座上放置一个标准测试棱镜。
•旋转焦点，直到仪器移动到测试位置。
•将仪器的刻度盘归零。
•检查测试棱镜的参数，确保与仪器设置一致。
3. 非标准测试准备若要进行非标准测试，需要进行以下操作。
•在棱镜座上放置测试物品，如玻璃、水晶、塑料等。
•旋转焦点，直到仪器移动到测试位置。
•根据测试物品的参数，调整刻度盘和测量参数。
4. 测试操作进行测试操作需要进行以下步骤。
•调整棱镜度测试仪的焦点位置，确保测试物品清晰可见。
•调整刻度盘，使其与测试物品上的刻度对齐。
•按下“测试”按钮，进行测试。
•记录测试结果。
5. 关机操作测试结束后需要关闭棱镜度测试仪，进行以下操作。
•按下电源按钮，并按照提示进行关机操作。
•将电线拔出。
•清洁测试棱镜和棱镜座。
棱镜度测试仪的保养为确保棱镜度测试仪的准确性和使用寿命，需要进行定期的保养。
棱镜度测试仪定期需要清洁，以确保仪器的准确性。
清洁时需要注意以下事项。
•使用干净、柔软的布清洁测试棱镜和棱镜座。
•不要使用刮伤或磨损的布进行清洁。
•不要使用水或清洁剂进行清洁，以免受到损坏。
2. 检查棱镜度测试仪定期需要进行检查，以确保仪器的准确性和使用寿命。
•检查测试棱镜的状态，确认是否有磨损或者损坏。
•检查仪器的电线和电源线是否损坏。
•检查仪器的刻度盘和焦点位置是否准确。
3. 存储棱镜度测试仪需要进行正确的存储，以确保设备的使用寿命和准确性。
•当不使用设备时，将其存放在干燥、通风、低尘的地方。
小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱
课时安排： 4学时教学课型：实验课题目：小型棱镜摄谱仪测氢原子光谱教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：1、学习摄谱、识谱和谱线测量等光谱研究的基本技术。
2、通过测量氢光谱可见谱线的波长，验证巴耳末公式的准确性，准确测定氢的里德伯常数。
教学内容（注明：* 重点 # 难点？疑点）：一、实验所用仪器：小型棱镜读（摄）谱仪、氢灯、汞灯二、实验原理部分：1、氢原子光谱光谱线波长是由产生这种光谱的原子能级结构所决定的。
每一种元素都有自己特定的光谱，所以称它为原子的标识光谱。
光谱实验是研究探索原子内部电子的分布及运动情况的一个重要手段。
J.J.Balmer(巴尔末,1825-1898)发现，在可见光区氢原子谱线可以由下面公式确定：（1）其中n是大于2的整数，是实验常数，称为里德伯(Rydberg)常数。
由上式确定的氢谱线为巴尔末线系，当＝3，4，5，6时，所得的谱线分别标记为、、、。
以这些经验公式为基础，N.Bohr (玻尔,1885-1962) 建立了氢原子的理论(玻尔模型)，并从而解释了气体放电时的发光过程。
根据玻尔理论：当原子从高能量的能级跃迁到低能量的能级时，以光子的形式释放能量。
氢原子n能级上的能量为（n是正整数），所以光子的波数(2)其中=1，2，3……，=，，……。
根据玻尔模型得到里德伯常数的理论值为（3）代入各常数值计算，，该值与实验值十分接近。
2、恒偏向角棱镜三棱镜的光谱实验一般在最小偏向角附近进行。
由于不同波长的光和不同材料棱镜折射的最小偏向角不同，测量时要先寻找各种波长的光的最小偏向角，十分不方便。
为此本实验所用的摄谱仪中采用的是恒偏向角棱镜，其结构如图1所示。
A’BD’是三棱镜，光线以角入射。
在三棱镜中作一正方形AC’EC,同时形成了一个包含在原三棱镜内的四边形AC’D’E。
以A，E为对称轴，得到与AC’D’E对称的四边形ACDE。
ABCDE是一五边棱镜。
入射光在AE面上发生全发射。
棱镜摄谱实验报告
南昌大学物理实验报告课程名称：____________ 普通物理实验（3） ____________ 实验名称：_______ 用小型棱镜摄谱仪测定光波波长__________ 学院：______ 专业班级:学生姓名：________ 学号：______________实验地点：_________ 座位号：____________实验时间：_____________________________一、实验目的：1•了解棱镜摄谱仪的构造原理。
2.掌握棱镜摄谱仪的调节方法和摄谱技术。
3•学会用照相法测定某一光谱线的波长。
二、实验仪器：玻璃棱镜摄谱仪，汞灯，氦一氖激光器，氦一氖辉光器，读数显微镜，暗室设备等。
三、实验原理：1.棱镜摄谱仪的构造(1)准直管准直管由狭缝S1和透镜L1组成。
S1位于L1的物方焦平面上。
被分析物质发出的光射入狭缝，经透镜L1后就成为平行光。
实际使用中，为了使光源S射出光在S1上具有较大的照度，在光源与狭缝之间放置会聚透镜L,使光束会聚在狭缝上。
(2)棱镜部分主要是一个(或几个)棱镜P,利用棱镜的色散作用，将不同波长的平行光分解成不同方向的平行光。
(3)光谱接收部分光谱接收部分实际上就是一个照相装置。
它包括透镜L2和放置在L2像方焦平面上的照相底板F,透镜L2将棱镜分解开的各种不同波长的单色平行光聚焦在F的不同位置上，如图(1)所示。
由于透镜对不同波长光的焦距不同，当不同波长的光经L2聚焦后并不分布在与光轴垂直的同一平面上，所以，必须适当地调整照相底板F的位置，方可清晰的记录各种波长的谱线。
图(1)/ ::- ..L 「厂I ： •分别是波长%：心一为的光所成的狭缝的像，叫做光谱线。
各条光谱线在底板上按波长依次排列就形成了被摄光源的光谱图。
若光源辐射的波长也.煤“等为分立值，则摄得的光谱线也是分立的，叫做线光谱； 若光源辐射的波长为连续值，则摄得的是连续光谱。
本实验用的小型玻璃棱镜摄谱仪，可用来拍摄可见光区域的光谱。
棱镜度测试仪设备安全操作规程
棱镜度测试仪设备安全操作规程
前言
棱镜度测试仪是一种用来测量玻璃或其他透明材料棱镜度的仪器。
它在玻璃行业以及汽车行业中应用广泛。
使用该设备需要遵守严格的安全操作规程以保障使用者的人身安全和设备正常运行。
本文将介绍相关的安全操作规程。
使用前的准备
工作场所
使用棱镜度测试仪的工作场所应具备以下条件：
1.通风良好，环境干燥；
2.温度范围在18℃25℃之间，湿度在40%60%之间；
3.消防设备完备，避免火源；
4.无尘、无菌和不易受到震动的区域。
检查设备
使用棱镜度测试仪前，需要进行设备检查以确保其正常运行。
需要确认以下内容：
1.设备是否在使用范围内，是否有损坏、着火、爆炸等安全
隐患；
2.电源是否稳定，连接是否良好；。
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实验二十八 小型棱镜摄谱仪的使用
实验内容
1．了解摄谱仪的结构、原理和使用方法，学习小型摄谱仪的定标方法。
2．观察物质的发射光谱，测定氢原子光谱线的波长，验证原子光谱的规律性，测定氢原子光谱的里德堡常数。
教学要求
1．进一步认识原子辐射的微观机理，学习借助分析原子光谱的规律性研究微观世界
的方法。
2．学习物理量的比较测量方法。
实验器材
小型摄谱仪、汞灯及镇流器、氢灯及电源、调压变压器。
任何一种原子受到激发后，当由高能级跃迁到低能级时，将辐射出一定能量的光子，光子的波长为λ，由能级间的能量差E ∆决定：
E
hc ∆=λ 式中，h 为普朗克常数，c 为光速。
E ∆不同，λ也不同。
同一种原子所辐射的不同波长的光，经色散后按一定程序排列而成的光谱，称发射光谱。
不同元素的原子结构是不相同的，因而受激发后所辐射的光波具有不同的波长，也就是有不同的发射光谱。
通过对发射光谱的测量和分析，可确定物质的元素成分，这种分析方法称为光谱分析。
通过光谱分析，不仅可以定性地分析物质的组成，还可以定量地确定待测物质所含各种元素的多少。
发射光谱分析常用摄谱仪进行。
小型棱镜摄谱仪，是以棱镜作为色散系统，观察或拍摄物质的发射光谱。
实验原理
1．氢原子光谱的规律
1885瑞士物理学家巴尔末发现，氢原子发射的光谱，在可见光区域内，遵循一定的规律，谱线的波长满足巴尔末公式：
)4
(22
0-=n n n λλ （28-1） 式中，n=3，4，5 ，组成一个谱线系，称为巴尔末线系。
用波数（λν
1~=）表示的巴尔
末公式为：
)121(1~2
2n R H n n -==λν n=3，4，5 （28-2） 式（28-2）中，H R 称为氢原子光谱的里德堡常数。
用摄谱仪测出巴尔末线系各谱线的波长后，就可由式（28-2）算出里德堡常数H R ，若与公认值H R =1.0967761710--⨯m 相比，在一定误差范围内，就能验证巴尔末公式和氢原子光谱的规律。
2．谱线波长的测量
先用一组已知波长s λ的光谱线做标准，测出它们移动到读数标记位置处时螺旋刻度尺的读数S TT 后，以S TT 为横坐标，s λ为纵坐标，作S TT ~s λ定标曲线。
对于待测光谱波长的光源只要记下它各条谱线所对应的螺旋尺上读数x TT ，对照定标校正曲线就可确定各谱线的波长x λ。
本实验利用汞灯为摄谱仪进行定标校正。
然后测出氢原子光谱巴尔末线系各谱线的波长，再根据式（28-2）算出H R 。
操作步骤：
1．对着仪器参考图或仪器使用说明书，在A A '处装上看镜目镜，熟悉摄谱仪各部分的结构及操作方法。
2．将汞灯置于 “S ”处，前后移动聚光镜1，使光源清晰地成像于狭缝处。
在目镜中观察出射光谱，转动转角调节轮，使任一条光谱进入视场，轻轻转动出射聚光镜2的调焦手轮，使光谱线像聚焦清晰；再转动角调节轮，逐个观察光源的各条光谱线并与附表中列出的谱线颜色核对无误后，开始测量。
依次记下各光源不同波长谱线的s λ所对应的读数S TT 。
3．将氢灯置于“S ”处，（注意：氢灯用的是是高压，调压变压器输出指示数不能超过规定的值），测出氢原子光谱中红、蓝、紫三条谱线所对应的鼓轮读数x TT 。
4．数据处理与分析：
（1）列表记录所有数据，表格自拟。
（2）用毫米方格作图纸，作出光谱仪的s λ~S TT 定标曲线。
（3）由定标校正曲线及氢光谱测得的x TT ，求出巴尔末谱线系中三条谱线的波长，并与氢光谱的标准波长比较。
（4）由氢光谱所测得的三个波长，按式（28-2）算出里德堡常数H R ，求出其平均值H R ，并与公认值比较，算出测量的不确定度。
注意事项
1．光谱仪中的狭缝是比较精密的机械装置，实验中不要任意调节。
旋转转角调节轮时，动作一定要缓慢。
禁止用手触摸透镜等光学元件。
2．氢光源使用的是高压电源，应特别小心。
开灯前，先将调压变压器置于低电压处，然后通电源，慢慢地调节变压器升压到氢光源稳定发光。
关灯时，先把变压器降到最低电压，再断开电源。
问题讨论
1．要能在看谱目镜中看到不同波长的谱线，应如何调节？各谱线出射时的相对位置应在何处读出？
2．测物质光谱波长时，如何定标？
3．氢原子光谱的巴尔末线系三条谱线的量子数n各为多少？
4．根据光栅实验和本实验的学习、实践，请对光栅光谱和棱镜光谱作简要的比较、分析。
5．要使比较光谱的各个光源的位置都位于摄谱仪准直透镜的光轴上，应怎样进行调节？
6．利用比较光谱测定光波波长的原理是什么？
7．哈特曼光阑的作用是什么？
8．为什么感光片必须位于一定的倾斜的位置上，才能使可见光区的所有谱线清晰？
9．你知道有哪些测定光波波长的方法？你已作过的实验有哪几种？试比较它们的特点。
附录
一、摄谱仪基本结构
摄谱仪的光学系统如图28-2所示，自光源S发出的光，经聚光镜会聚于可调狭缝上，调节狭缝以获得一束宽度、光强适当的光，此光经准直透镜后成平行光射到棱镜上，再经棱镜折射色散，由另一聚光镜成像于接收系统。
以上元部件均安装在导轨上。
下面分别介绍摄谱仪的几个主要元部件。
（1）狭缝头
狭缝头由狭缝片、狭缝盖、哈特曼光栏、刻度手轮、曝光开关等组成。
狭缝头是光谱仪中最精密、最重要的机械部分，它用来限制入射光束，构成光谱的实际光源，直接决定谱线的质量。
狭缝片由一对能对称分合的刀口组成，其分合动作由刻度手轮d控制。
刻度手轮是保持狭缝精密的重要部分，因此转动手轮时一定要用力均匀、轻柔，狭缝盖内装有能左右拉动的哈特曼栏板c，盖外装有可左右拉动控制狭缝开、闭的曝光的开关e，如图28-3所示。
哈特曼光栏是用来改变谱线在照相胶片上的位置，以便对三种谱线进行比较。
当板上三条刻线与狭缝盖边缘相切时，表示光栏板上的三个椭圆孔相应地移到狭缝的正前方，从而选择光谱在胶片上的位置。
曝光开关还兼有防尘作用，在不使用时应把它关闭。
（2）色散系统
色散系统是一个恒偏向棱镜，它使光线在色散的同时又偏转90o。
棱镜本身也可绕铅直轴转动。
（3）接收系统
小型棱镜摄谱仪的接收系统有三种。
①照相机；②看谱目镜；③出射狭缝，可分别装A'处。
于图28-2中的A
A'处装上照相机，则光谱可成像在毛玻璃屏上，调焦清晰后，取下毛玻璃屏换上若A
感光胶片，即可曝光拍摄光谱线。
A'处装上出射狭缝，则构成一个单色仪，转动棱镜转角调节轮，可使聚焦于出射若A
狭缝的不同光谱线射出，以获得所需的单色光。
A'处装上看谱目镜系统，则可直接用眼睛观察光谱线。
本实验利用看谱系统进行若A
各种发射光谱线波长的测量。
在看谱目镜视场中有一小的黑三角，作为测量谱线波长的基准。
当转动棱镜转角调节轮时，棱镜位置旋转，出射的光谱线位置也跟着移动，当在所需读出的谱线移到黑三角位置处时，可由与转角调节轮相连的螺旋刻度尺上读出此时棱镜的相对位置。
欲知此时谱线波长的数值，则需先对螺旋刻度尺进行定标校正。
二、汞、氢光谱的标准波长表。