光谱是光的频率成份和强度分布的关系图.
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dmin D
f
f,D是准直透镜的焦距与直径。
一.摄谱仪
以仪器色散（线）分类：
小型摄谱仪：2-10nm/mm
中型摄谱仪：0.8-2nm/mm
大型摄谱仪：0.1-0.8nm/mm
摄谱仪结构：恒偏向镜、哈特曼 光栏,入射缝,准直与照相透镜,光 谱底片盒.
摄谱仪的调整: 1.照明系统的调整(光谱仪通用)： 单透镜照明、双透镜照明、三透镜照明。
F-P干涉仪的特点： 优点：分辩率高、色散大。自由光谱区小，防震要求高。 不平度小于所用波长的1/50，内表面反射率80%-90%。楔 角不超过1°。
1.色散 2hn c os m
md 2hn sin d
d
m
m c os 1
d
2hn sin
m sin
tg
角色散 : D
d d
1
颜色 波长(Å)
红
6562.10
深绿 4860.74
青
4340.10
紫
4101.20
n=2 n’=3 n=2 n’=4 n=2 n’=5 n=2 n’=6
1885年巴耳末公式（J. J. Balmer）:经验公式(可见光区)
~
1
4 B
1 ( 22
1 n2
)
1 RH ( 22
1 n2
)
RH
4 B
1.0967758 107 m1
• 光谱范围，干涉仪的级间不重叠区。 d (sin sin ) (m 1) d (sin sin ) m( ) , : 被测波段的短波限
m
例：短波限：200nm,m:一级。自由光谱区：200nm-400nm. 如m：二级。自由光谱区：200nm-300nm
法布里-珀罗干涉仪（F-P干涉仪）： 目前分辩率最高的仪器。 结构极为简单。
例如光栅:1200条 / mm, f2 2000mm,
d / d 0.4nm / mm
F-P干涉仪的分辩率：R=mF
F:为有效干涉光束数。约20-50。m与 板距h成正比.例：h=100mm, 波长 500nm,n=1,m=?
F-P干涉仪的自由光谱区
, m 2h cos代入
m
2 , 2h cos
光栅的分光原理:
对于1-1`光线和2-2`光线:
L m A'B AB' d sin d sin
d (wk.baidu.comin sin) m
光栅的闪耀角与闪耀波长：
非闪耀光栅：中央零级主极大。 闪耀波长：多缝干涉的一级主极大方向与单缝衍射零级方 向重合。
mb 2d sin
光栅光谱仪的参数:
1.色散: D
2.恒偏向棱镜的调整:最小偏向角. 3.入\出射缝.准直与物镜调节. 4.光谱感光板的倾斜度.
摄谱仪的特点与应用： 优点：灵敏度高，可同时记录同一时间光源的能谱分布。 应用：例如：氦-氖激光管内杂质气体的分析 感光底片\曝光\显影\定影 本身摄谱仪基本参数的测量.
比较光谱：铁光谱等 比长仪， 光谱投影仪
里德伯常数（J. R. Rydberg）
n 3,4,...
若n=1,紫外．n=2,可见光，n=3,4,5红外
1889年,里德伯提出普遍方程
RH
4 B
1.0967758107 m1
~ 1 4 ( 1 1 ) T (n) T (n) B n2 n2
n 1,2,3,......; n n 1, n 2, n 3......
d d
对此式两边微分
d (sin sin ) m
d cosd md
D
d d
m
d cos
线色散射率定义 : Dl
dl
d
D
f2
f 2:暗箱物镜焦距.Dl
mf2
d cos
4.相对孔径
收集光功率的能力.定义
A=
f1 P
,
f1：准直镜焦距. P:光栅有效面积对角线
A越小,集光本领越大.
5.自由光谱区
单色仪 棱镜单色仪：透射式棱镜单色仪,反射式棱镜单色仪. (指准直透镜和会聚物镜) 入\出射缝,光强定量。定标与定标曲线。 单色仪的几种主要光路： 光栅：平面光栅和凹面光栅。
光栅光谱仪： 光电探测器:硅光电池,光电二极管,光电三 极管光电管,光电倍增管,CCD.
平面光栅：平板玻璃上蒸镀上铝或其它高反射的金属， 镀层上刻上锯齿形槽。 一般1200条/mm2400条/mm,3600条/mm. 细槽：理想平直、严格平行、等间隔、严格等同形状。 偏差：鬼线 普通光栅、闪耀光栅（相位光栅） 光强主极大移到了一级。
tg
1
线色散 : Dl
d
d
f 2 D
若 500nm, f2 500mm,
则d / d 0.002nm / mm.
例如光栅:1200条 / mm, f2 2000mm,
d / d 0.4nm / mm
f2
tg
f2
若 500nm, f2 500mm, 则d / d 0.002nm / mm.
定义: R
• 分辨本领主要决定于通光孔径的有效宽度以及色散率
• 3.集光本领: E BT sin2 BT ( d )2
f B : 均匀照度,T仪器透射率.d : 物镜通光孔径.
4.光谱透射特性: 1.元件透射率.2.透镜有效截面积3.元件角色散 率.4.狭缝高度与焦距比值. 5.最佳缝宽（临界缝宽）
光谱
光谱是光的频率成份和强度分布的关系图 牛顿1704年:若要了解物质内部的情况,只要看其
光谱
光谱类别：
线状谱——原子发光 带状谱——分子发光 连续谱——固体发光
光谱-光源-物质
• 氢灯-氢光谱 • 汞灯\钠灯\氖灯 • 白炽灯\铁光谱
氢原子光谱
实验发现 氢光谱：
间隔，强度
谱线 H H H H
例： h=100mm,波长500nm时，自由光谱区： 0.00125nm.
里德伯常量:经验参量
光谱仪(分光仪器):
• 分光计、棱镜摄谱仪、光度计、分光光度计、 单色仪,法布里-珀罗干涉仪、光栅光谱仪等
• 光谱仪组成:光源、准直系统,色散系统,观察系 统.
• 色散系统:棱镜,光栅. • 观察系统:望远镜,照相透镜和底片,物镜和出射
缝,光电倍增管,CCD,计算机. • 分光原理:色散,衍射和干涉.
光谱仪的参数:
• 1.色散:角色散率.
D
d d
,或线色散 s
,常用倒数
s
表示
0.5nm/mm, 1nm/mm
• 注意:指出射，与波长有关。
曲线.
s
Dl
dl
d
D
f2
2.分辨率:
任何光谱仪器的分辨率本领的定义都是一样的.
常用的辨别方法是一根谱线的衍射极大,正好落在另一根 谱线的衍射极小上。二谱线可分辨：
f
f,D是准直透镜的焦距与直径。
一.摄谱仪
以仪器色散（线）分类：
小型摄谱仪：2-10nm/mm
中型摄谱仪：0.8-2nm/mm
大型摄谱仪：0.1-0.8nm/mm
摄谱仪结构：恒偏向镜、哈特曼 光栏,入射缝,准直与照相透镜,光 谱底片盒.
摄谱仪的调整: 1.照明系统的调整(光谱仪通用)： 单透镜照明、双透镜照明、三透镜照明。
F-P干涉仪的特点： 优点：分辩率高、色散大。自由光谱区小，防震要求高。 不平度小于所用波长的1/50，内表面反射率80%-90%。楔 角不超过1°。
1.色散 2hn c os m
md 2hn sin d
d
m
m c os 1
d
2hn sin
m sin
tg
角色散 : D
d d
1
颜色 波长(Å)
红
6562.10
深绿 4860.74
青
4340.10
紫
4101.20
n=2 n’=3 n=2 n’=4 n=2 n’=5 n=2 n’=6
1885年巴耳末公式（J. J. Balmer）:经验公式(可见光区)
~
1
4 B
1 ( 22
1 n2
)
1 RH ( 22
1 n2
)
RH
4 B
1.0967758 107 m1
• 光谱范围，干涉仪的级间不重叠区。 d (sin sin ) (m 1) d (sin sin ) m( ) , : 被测波段的短波限
m
例：短波限：200nm,m:一级。自由光谱区：200nm-400nm. 如m：二级。自由光谱区：200nm-300nm
法布里-珀罗干涉仪（F-P干涉仪）： 目前分辩率最高的仪器。 结构极为简单。
例如光栅:1200条 / mm, f2 2000mm,
d / d 0.4nm / mm
F-P干涉仪的分辩率：R=mF
F:为有效干涉光束数。约20-50。m与 板距h成正比.例：h=100mm, 波长 500nm,n=1,m=?
F-P干涉仪的自由光谱区
, m 2h cos代入
m
2 , 2h cos
光栅的分光原理:
对于1-1`光线和2-2`光线:
L m A'B AB' d sin d sin
d (wk.baidu.comin sin) m
光栅的闪耀角与闪耀波长：
非闪耀光栅：中央零级主极大。 闪耀波长：多缝干涉的一级主极大方向与单缝衍射零级方 向重合。
mb 2d sin
光栅光谱仪的参数:
1.色散: D
2.恒偏向棱镜的调整:最小偏向角. 3.入\出射缝.准直与物镜调节. 4.光谱感光板的倾斜度.
摄谱仪的特点与应用： 优点：灵敏度高，可同时记录同一时间光源的能谱分布。 应用：例如：氦-氖激光管内杂质气体的分析 感光底片\曝光\显影\定影 本身摄谱仪基本参数的测量.
比较光谱：铁光谱等 比长仪， 光谱投影仪
里德伯常数（J. R. Rydberg）
n 3,4,...
若n=1,紫外．n=2,可见光，n=3,4,5红外
1889年,里德伯提出普遍方程
RH
4 B
1.0967758107 m1
~ 1 4 ( 1 1 ) T (n) T (n) B n2 n2
n 1,2,3,......; n n 1, n 2, n 3......
d d
对此式两边微分
d (sin sin ) m
d cosd md
D
d d
m
d cos
线色散射率定义 : Dl
dl
d
D
f2
f 2:暗箱物镜焦距.Dl
mf2
d cos
4.相对孔径
收集光功率的能力.定义
A=
f1 P
,
f1：准直镜焦距. P:光栅有效面积对角线
A越小,集光本领越大.
5.自由光谱区
单色仪 棱镜单色仪：透射式棱镜单色仪,反射式棱镜单色仪. (指准直透镜和会聚物镜) 入\出射缝,光强定量。定标与定标曲线。 单色仪的几种主要光路： 光栅：平面光栅和凹面光栅。
光栅光谱仪： 光电探测器:硅光电池,光电二极管,光电三 极管光电管,光电倍增管,CCD.
平面光栅：平板玻璃上蒸镀上铝或其它高反射的金属， 镀层上刻上锯齿形槽。 一般1200条/mm2400条/mm,3600条/mm. 细槽：理想平直、严格平行、等间隔、严格等同形状。 偏差：鬼线 普通光栅、闪耀光栅（相位光栅） 光强主极大移到了一级。
tg
1
线色散 : Dl
d
d
f 2 D
若 500nm, f2 500mm,
则d / d 0.002nm / mm.
例如光栅:1200条 / mm, f2 2000mm,
d / d 0.4nm / mm
f2
tg
f2
若 500nm, f2 500mm, 则d / d 0.002nm / mm.
定义: R
• 分辨本领主要决定于通光孔径的有效宽度以及色散率
• 3.集光本领: E BT sin2 BT ( d )2
f B : 均匀照度,T仪器透射率.d : 物镜通光孔径.
4.光谱透射特性: 1.元件透射率.2.透镜有效截面积3.元件角色散 率.4.狭缝高度与焦距比值. 5.最佳缝宽（临界缝宽）
光谱
光谱是光的频率成份和强度分布的关系图 牛顿1704年:若要了解物质内部的情况,只要看其
光谱
光谱类别：
线状谱——原子发光 带状谱——分子发光 连续谱——固体发光
光谱-光源-物质
• 氢灯-氢光谱 • 汞灯\钠灯\氖灯 • 白炽灯\铁光谱
氢原子光谱
实验发现 氢光谱：
间隔，强度
谱线 H H H H
例： h=100mm,波长500nm时，自由光谱区： 0.00125nm.
里德伯常量:经验参量
光谱仪(分光仪器):
• 分光计、棱镜摄谱仪、光度计、分光光度计、 单色仪,法布里-珀罗干涉仪、光栅光谱仪等
• 光谱仪组成:光源、准直系统,色散系统,观察系 统.
• 色散系统:棱镜,光栅. • 观察系统:望远镜,照相透镜和底片,物镜和出射
缝,光电倍增管,CCD,计算机. • 分光原理:色散,衍射和干涉.
光谱仪的参数:
• 1.色散:角色散率.
D
d d
,或线色散 s
,常用倒数
s
表示
0.5nm/mm, 1nm/mm
• 注意:指出射，与波长有关。
曲线.
s
Dl
dl
d
D
f2
2.分辨率:
任何光谱仪器的分辨率本领的定义都是一样的.
常用的辨别方法是一根谱线的衍射极大,正好落在另一根 谱线的衍射极小上。二谱线可分辨：