物理实验之光栅光谱仪的使用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
近代物理实验 光栅光谱仪的使用
理学院 06203 班 王涵 冯飞伍
光栅光谱仪的使用
王涵 冯飞伍
(北京邮电大学 理学院 06203 班) 【摘要】:在本实验中,我们使用 Na 灯校准了光谱仪,采校准的光谱仪对氢—氘原子,Hg 灯的光谱进行了
测量,并测定钨灯照射下黄色滤色片的透过率.绘制氢—氘原子,Hg 灯光谱及滤色片的透过率曲 线,给出主要谱线波长及相对强度,与理论值进行比较。
2 光栅光谱仪:
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)。本实验中使用的就是 WDS-8型光栅光谱仪。
光栅光谱仪结构如图1 所示。光栅光谱仪的色散 元件为闪耀光栅。
图1 光栅光谱仪的内部结构
近代物理实验 光栅光谱仪的使用
【关键词】:光谱图;透过率曲线;
【Abstract】:During the experiment, we use sodium lamp to calibrate the spectrometer, and measure the spectrum of deuterium atom and mercury lamps with the calibrated spectrometer. We also determine the transmission of the yellow filter. According to the data we acquired in the laboratory, we picture the spectrum chart of these sources and the transmittance curve, compare with theoretical value correspondingly. The major wavelength and the intensity of each source are also given in this experiment.
1) 热辐射: 任何物质,一定温度下都在吸收外来辐射的电磁 波,也在向外辐射电磁波。平衡时,吸收的能量和辐 射的能量相等。这种辐射称为热辐射。
的系数。 不同波长电磁波的黑体辐射强度不一样,强度最
大的波长用 m 表示。根据维恩(Wien)位移定律:
对于黑体,入射到表面的全部能量被无反射吸收,
m �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
K——光阴极;F——聚焦极;D1~D10——打拿极;A——阳极
图2 光电倍增管的工作原理
3 光辐射和特征谱线的形成:
为:
光辐射分为平衡辐射(又称热辐射)和非平衡辐
M0 (T ) (,T )M (T )
(3.1)
射(又称发光)两大类。
(,T ) 称为物体的单色吸收比,是一个小于 1
理学院 06203 班 王涵 冯飞伍
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。两个球面镜分别将入射光射向光栅 并接受由光栅出射的光线,其对角度的控制是由光栅 的位置决定的。出射光线最后被光电倍增管接收,转 化为相应的信号并有计算机识别。
而光电倍增管是一种常用的灵敏度很高的光探测 器,它由光阴极、电子光学输入系统、倍增系统及阳 极组成,并且通过高压电源及一组串联的电阻分压器 在阴极──打拿极(又称“倍增极”)──阳极之间建立
一个电位分布。光辐射照射到阴极时,由于光电效应, 阴极发射电子,把微弱的光输入转换成光电子;这些 光电子受到各电极间电场的加速和聚焦,光电子在电 子光学输入系统的电场作用下到达第一倍增极,产生 二次电子,由于二次发射系数大于1,电子数得到倍 增。以后,电子再经倍增系统逐级倍增,阳极收集倍 增后的电子流并输出光电流信号,在负载电阻上以电 压信号的形式输出,其原理如图2所示。
【Keywords】: spectrum chart; transmittance curve;
1 引ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ:
光谱分析是研究原子和分子结构的重要手段,现 有关于原子结构的知识,大部分来自对各种原子光谱 的研究。通过光谱研究,可以得到所有研究物质中含 元素的组分和原子内部的能级结构及相互作用等方面 的信息。在光谱分析中,用于分光的光谱仪器和检测 光的光探测器对分析结构有决定性作用。
理学院 06203 班 王涵 冯飞伍
光栅光谱仪的使用
王涵 冯飞伍
(北京邮电大学 理学院 06203 班) 【摘要】:在本实验中,我们使用 Na 灯校准了光谱仪,采校准的光谱仪对氢—氘原子,Hg 灯的光谱进行了
测量,并测定钨灯照射下黄色滤色片的透过率.绘制氢—氘原子,Hg 灯光谱及滤色片的透过率曲 线,给出主要谱线波长及相对强度,与理论值进行比较。
2 光栅光谱仪:
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)。本实验中使用的就是 WDS-8型光栅光谱仪。
光栅光谱仪结构如图1 所示。光栅光谱仪的色散 元件为闪耀光栅。
图1 光栅光谱仪的内部结构
近代物理实验 光栅光谱仪的使用
【关键词】:光谱图;透过率曲线;
【Abstract】:During the experiment, we use sodium lamp to calibrate the spectrometer, and measure the spectrum of deuterium atom and mercury lamps with the calibrated spectrometer. We also determine the transmission of the yellow filter. According to the data we acquired in the laboratory, we picture the spectrum chart of these sources and the transmittance curve, compare with theoretical value correspondingly. The major wavelength and the intensity of each source are also given in this experiment.
1) 热辐射: 任何物质,一定温度下都在吸收外来辐射的电磁 波,也在向外辐射电磁波。平衡时,吸收的能量和辐 射的能量相等。这种辐射称为热辐射。
的系数。 不同波长电磁波的黑体辐射强度不一样,强度最
大的波长用 m 表示。根据维恩(Wien)位移定律:
对于黑体,入射到表面的全部能量被无反射吸收,
m �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
K——光阴极;F——聚焦极;D1~D10——打拿极;A——阳极
图2 光电倍增管的工作原理
3 光辐射和特征谱线的形成:
为:
光辐射分为平衡辐射(又称热辐射)和非平衡辐
M0 (T ) (,T )M (T )
(3.1)
射(又称发光)两大类。
(,T ) 称为物体的单色吸收比,是一个小于 1
理学院 06203 班 王涵 冯飞伍
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。两个球面镜分别将入射光射向光栅 并接受由光栅出射的光线,其对角度的控制是由光栅 的位置决定的。出射光线最后被光电倍增管接收,转 化为相应的信号并有计算机识别。
而光电倍增管是一种常用的灵敏度很高的光探测 器,它由光阴极、电子光学输入系统、倍增系统及阳 极组成,并且通过高压电源及一组串联的电阻分压器 在阴极──打拿极(又称“倍增极”)──阳极之间建立
一个电位分布。光辐射照射到阴极时,由于光电效应, 阴极发射电子,把微弱的光输入转换成光电子;这些 光电子受到各电极间电场的加速和聚焦,光电子在电 子光学输入系统的电场作用下到达第一倍增极,产生 二次电子,由于二次发射系数大于1,电子数得到倍 增。以后,电子再经倍增系统逐级倍增,阳极收集倍 增后的电子流并输出光电流信号,在负载电阻上以电 压信号的形式输出,其原理如图2所示。
【Keywords】: spectrum chart; transmittance curve;
1 引ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ:
光谱分析是研究原子和分子结构的重要手段,现 有关于原子结构的知识,大部分来自对各种原子光谱 的研究。通过光谱研究,可以得到所有研究物质中含 元素的组分和原子内部的能级结构及相互作用等方面 的信息。在光谱分析中,用于分光的光谱仪器和检测 光的光探测器对分析结构有决定性作用。