光栅单色仪的调整和使用(11)
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。
光栅谱仪的使用方法与灵敏度调节
光栅谱仪的使用方法与灵敏度调节光栅谱仪是一种广泛应用于光谱测量和分析领域的仪器。
它主要通过光栅的光学作用，将进入谱仪的光分散成不同波长的光束，并通过探测器进行接收和测量。
在实际使用中，光栅谱仪的使用方法和灵敏度调节是非常重要的。
下面将详细介绍光栅谱仪的使用方法以及如何进行灵敏度调节。
1. 光栅谱仪的使用方法光栅谱仪的使用方法比较简单，但需要一定的操作技巧和实践经验。
首先，连接仪器。
将光源与光栅谱仪相连，并确保连接牢固。
根据实验需求选择合适的光源，例如白光源、激光光源等。
接下来，对光栅进行调整。
调整光栅和光源的距离，使光束能够准确地照射到光栅表面。
同时，调整光栅的倾斜角度，以控制光线的入射角度和出射角度，以达到最佳的光谱分辨率。
然后，选择检测器。
根据实验需要和光信号的特点，选择合适的检测器。
常用的有光电二极管、光电倍增管等。
将检测器与光栅谱仪相连。
最后，进行测量和记录。
打开光源，启动检测器，观察并记录光谱图案。
通过控制光栅的移动或旋转，可以改变光束的入射位置和角度，从而获得不同波长或频率范围内的光谱信息。
2. 光栅谱仪的灵敏度调节灵敏度调节是指调整光栅谱仪的接收系统，以适应不同强度范围的光信号。
这是光栅谱仪使用中非常重要的一环。
首先，调整光栅谱仪的增益。
增益是指检测器对光信号的放大倍数。
通过调节增益，可以提高或降低光信号的强度，使其适应检测器的接收范围。
其次，进行零点校准。
零点校准是指将检测器输出的零光强度位置调整到合适的范围，以确保在无光照射时，输出为零值。
这样可以减少背景噪声对实验结果的影响。
接着，调整光栅谱仪的灵敏度。
灵敏度是指光栅谱仪检测器对不同光信号的响应能力。
通过调整灵敏度，可以使光栅谱仪对不同强度的光信号具有较好的响应和分辨能力。
最后，进行实际测量。
在灵敏度调节完成后，根据实验要求，选择适当的光源和样品，进行光谱测量。
通过调整光栅的入射和出射角度，以及选择合适的光谱范围和采样率，可以获取到准确且清晰的光谱数据。
光栅单色仪的调整和使用 (11)
光栅单色仪的调整和使用实验题目：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2、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(sinφ＋sinθ)= 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)(bbθθθφ---=-，所以有φθθ-=b2，光栅方程式改为：λφθφ=-+))2sin((sinbd单色仪中等效会聚透镜的焦距f=500mm光栅的面积64⨯64mm2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：Dfanλ=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。
实验四光栅单色仪的使用
实验四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。
【预习提问】（1）复习光栅衍射的有关原理。
（2）了解WGD-300B光栅单色仪的结构和使用方法。
（3）如何获得校正曲线?【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】WGD-300B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】3.1、光学原理图WGD-300B型光栅单色仪光路采用低杂散光的 C-T对称式光学系统。
如下图所示：2.2、结构原理入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，光源发出的光束进入入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜 M3 的焦面上，通过 S1 射入的光束经 F 滤光片滤光后，再经M3 反射成平行光束投向当前工作的平面光栅 G 上，衍射后的平行光束经物镜M4 成象在出射狭缝 S2 上输出。
WGD-300B 型多波段光栅单色仪整体光路元件基于同一块底板，可实现光路不变形；入射狭缝、出射狭缝 0-2mm 连续可调；波长驱动结构采用正弦结构，用步进电机带动丝杠轴向平移，推动与光栅台连成一体的光栅台绕旋转中心转动，从而实现波长扫描，系统以组合的形式安装了3块经过调试的光栅，光栅常数分别为1200 l/mm、300 l/mm 、66l/mm，通过面板上的光栅转换键驱动光栅转换电机调换当前工作光栅，可以实现从波长200nm~15μm 的分段扫描，扫描过程中滤光片自动转换，光栅转换机构可以保证新转换的光栅定位准确，不需要再次校准光栅位置。
仪器外形（如下页图示）单色仪经常是作为其他光谱仪或光谱装置中产生单色光的一个部件，可将不同波长的复合光按顺序分开。
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。
级光栅单色仪安全操作及保养规程
级光栅单色仪安全操作及保养规程本文档旨在指导使用者正确地操作和维护级光栅单色仪，以保证使用安全和设备性能的稳定性。
请使用者仔细阅读并按照规程进行操作和保养。
一、安全操作指南1.1设备安装和调试1.在设备安装前，请确保工作场所通风良好，电气接地良好，避免静电干扰，确保安装环境符合设备使用要求。
2.设备装置必须由专业技术人员进行操作，根据设备的安装要求尽量避免震动，如果装置位置不稳定，应进行紧固。
3.在设备调试期间，请关闭其他相关设备，确保设备能稳定运行。
1.2设备使用1.在使用设备前请确保设备的开关状态和参数设置正确。
2.在使用设备过程中，请尽量避免人员靠近仪器，避免发出大声噪声，避免产生过大热量，确保设备的可靠性和稳定性。
3.在使用设备时，请尽量避免触碰设备表面，严禁磕碰、托放、湿渍等操作。
4.设备长时间运行后，设备表面将会有一定温度，使用者请注意在操作时不要将手放在仪器表面。
5.发现设备出现异常情况请不要私自进行任何维修，应立即联系相关人员协助处理。
1.3设备关闭和维护1.在设备关闭前，请先关闭设备上的电源，按照规定步骤关闭设备。
2.设备关闭后请及时对设备进行清洁、保养等操作，确保设备性能的稳定性和安全性。
二、保养规范2.1设备日常保养1.在设备关闭后，请及时断开仪器与电源的连接。
2.定期对仪器表面进行清洁，清洁时注意不得用水直接清洗，以免破坏仪器表面和内部电路。
3.定期检查电源线是否破损，若发现破损请及时更换。
2.2设备维护1.设备在使用过程中，如果发现异常时，应及时报修，每2-3天对设备进行一次检查，确保设备性能的稳定性。
2.定期（每六个月）对设备进行一次全面保养并检查所有可调部件、接线端子等。
3.设备内部及电路板不得私自进行拆卸、维修，如需更换零配件或维修需求，请与相关维修人员联系。
三、结束语通过本文档的操作和维护规程指南，可以使使用者在操作和维护中更加安全和顺畅。
如果您还有其他关于设备的问题或需求，请联系设备维修人员或相关工作人员。
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。
实验七 平面光栅单色仪应用
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=kλk=0，±1，±2，±3…上式称作平行光垂直入射时的光栅方程。
式中θ为衍射角，λ为光波波长，k为光谱线级数，当k=0，θ=0时，各种波长的光均满足上式，重合在一起形成零级光谱。
光栅光谱仪的操作步骤 光栅光谱仪操作规程
光栅光谱仪的操作步骤光栅光谱仪操作规程光栅光谱仪，又称单色仪，是光谱分析讨论的通用设备。
广泛应用于颜色测量、化学成份的浓度测量或辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析等领域中。
下面介绍一下光栅光谱仪的操作步骤，以WGD—5 型组合式多功能光栅光谱仪为例。
准备工作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.打开计算机进入工作界面。
校准波长1.将汞灯置于狭缝前，打开并照亮狭缝，预热5min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.调整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。
扫描完成后依据谱线强度重新调整入射与出射狭缝，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，假如波长差大于1nm，重新调整狭缝宽度进行波长修正。
测量滤色片透过率曲线光源：取下高压汞灯，换上溴钨灯，预热5分钟。
1.扫描基线工作方式（模式）：基线；扫描范围：400—700nm：扫描步长：1nm。
（1）点击“单程”单色仪开始扫描（2）调整入射狭缝的缝宽使基线的峰值达到 900以上。
（3）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。
（4）保存数据。
2.扫描透过率曲线打开样品池顶盖，将一个滤色片放在入射狭缝的前面，盖上顶盖。
工作方式：模式“透过率”；更换寄存器；扫描，保存。
（1）确定绿色滤光片的峰值、峰值波长及半高宽；（2）确定红、蓝、黄、品和青色滤光片的截止波长（通带峰值一的40%强度处所对应波长）；（3）依据蓝、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。
单色仪的调整和使用课件
总结词
通过测量和分析光谱 ，了解物质的光学特 性和吸收、发射光谱 的规律。
准备实验器材
单色仪、光源、光谱 检测器、数据采集和 处理系统等。
调整单色仪
根据实验需求，调整 单色仪的狭缝宽度、 波长范围等参数。
测量光谱
使用光源照射待测物 质，通过光谱检测器 测量光谱数据。
分析光谱
对测量得到的光谱数 据进行处理和分析， 了解物质的光学特性 和光谱规律。
按照仪器说明书的要求，正确 连接电源，打开仪器开关。
观察和记录数据
将单色光投射到样品上，观察 并记录实验结果。
清洁仪器
使用适当的清洁剂和布料，对 仪器表面进行清洁，保持仪器 整洁。
常见问题与解决方案
波长不准确
可能是由于波长调节旋钮松动或 损坏，需要重新校准或更换部件
。
输出光斑不均匀
可能是由于反射镜或聚焦镜表面污 染，需要清洁相关镜面。
01
在开始调整单色仪之前，需要了解其基本原理和结构，包括光
学系统和机械结构，以确保调整的正确性和有效性。
检查单色仪的状态
02
在调整之前，应检查单色仪是否处于正常工作状态，包括检查
是否有损坏或磨损的部件，以及是否需要清洁光学表面。
准备必要的工具和材料
03
根据单色仪的调整需求，准备必要的工具和材料，如螺丝刀、
扳手、清洁剂等。
光学系统的调整
调整光学镜片的焦距
校准光学系统
通过微调光学镜片的相对位置，使光 线正确聚焦在输出平面上，确保单色 仪输出的光束质量。
通过校准光学系统，确保单色仪在各 个波长范围内都能输出稳定、准确的 光束，以满足使用要求。
调整光学镜片的倾斜度
为了消除光学畸变，需要调整光学镜 片的倾斜度，以确保输出的光束平行 且具有正确的光束形状。
单色仪的调整和使用
光栅单色仪的调整和使用PB07210200 刘炜清 第86组04号实验原理：一.光栅单色仪的结构和原理如下图所示，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、 电 火花、激光、高低压气体灯（钠灯、汞灯等）、星体、太阳等。
如下图所示，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⨯64mm2 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。
实验内容及数据分析：1.测钨灯的光强分布曲线θλθcos Nd d = θλθθcos d m d d D == mN d R ==λλ（I为不加滤光片时的光强，I’为加滤光片时的光强）用软件分别对有无滤光片时的情况作图，得：图一：钨灯、无滤光片图二：钨灯、有滤光片2.测LED灯的光强分布曲线λ(nm) I（cd）λ(nm)I（cd）λ(nm) I（cd）λ(nm)I（cd）405 15 445 292 485 326 525 25 410 15 450 485 490 241 530 21 415 16 455 683 495 150 535 19 420 21 460 851 500 101 540 17 425 28 465 907 505 75 545 17（I为不加滤光片时的光强）用软件分别对有无滤光片时的情况作图，得：图三：LED 灯、无滤光片3.汞的波峰和分辨率的测量 由计算机软件控制测量，得：波峰 位置（nm ） 分辨律（nm ）2579.30240.1925由λλd R =得分辨本领为：=1R 2659.72， =2R 2669.72误差分析：实验所得分辨本领与理论值相差甚远，原因主要有如下几点： 1．实验室有其它微弱自然光干扰。
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。
光栅光谱仪的使用技巧与实验操作指南
光栅光谱仪的使用技巧与实验操作指南引言：光谱分析技术在科学研究和实际应用中起着重要作用。
而光栅光谱仪作为一种常用的光谱仪器，具有高分辨率、宽波长范围等优势。
本文将介绍光栅光谱仪的使用技巧和实验操作指南，帮助读者更好地掌握这一仪器的使用。
一、仪器介绍光栅光谱仪是一种基于光栅原理的光谱仪器，它能够将光信号分解成不同波长的成分。
光栅光谱仪主要由入射口、光栅、检测器等组成。
其中，光栅是光谱仪的核心部件，通过光栅的光栅常数和刻槽数目，可以决定光栅光谱仪的分辨率和波长范围。
二、准备工作在进行实验前，需要做一些准备工作。
首先，确保光栅光谱仪的仪器状态良好，没有损坏或杂质。
其次，检查仪器的连接线是否牢固，仪器的电源是否正常。
最后，需要根据实验需求选择合适的光源和样品。
三、调整仪器在开始实验之前，需要先调整光栅光谱仪的参数。
1. 调整焦距：通过调节仪器上的焦点调节器，使得光源能够聚焦在光栅上，保证信号清晰稳定。
2. 调整光栅角度：通过调节光栅仪器上的角度调节器，使得入射光束与光栅平行进入光栅，以获得最佳的光谱效果。
3. 调整入射光口：根据实验需求，调整入射光口的大小和位置，以保证光源能够尽量均匀地照射到样品上。
四、实验操作在调整仪器参数之后，可以开始进行实验操作了。
以下是一些常见的实验操作指南。
1. 测量光源的光谱：将光源放置在仪器的入射口前，调整仪器的参数，如曝光时间、增益等，以获取光源的光谱信息。
可以通过观察光谱的形状和峰值，分析光源的波长范围和强度分布。
2. 测量样品的光谱：将样品放置在入射口前，调整仪器的参数，通过观察样品的光谱，可以分析样品中各组分的波长和浓度分布情况。
此外，在测量样品光谱前，可以使用参比物进行校正，以提高测量的准确性。
3. 光谱数据的分析：在得到光谱数据后，可以使用专业的光谱数据处理软件对数据进行分析。
例如，可以进行光谱峰位和峰高的测量，通过峰位和峰高的变化，可以判断样品中各组分的存在和浓度变化情况。
单色仪调整与使用(牛雷)
实验题目：光栅单色仪的调整和使用 4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）：(sin sin )d f q l +=『q ：衍射角；f ：入射角；d ：光栅刻痕间距』当q ，f 一定时，d l µ，由几何光学，入射角与反射角相等，可得：()2b b b f q q q qq f-=---?-因此，()(sin sin 2)b d f q f l +-=(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：cos d Nd lq q =角色散率：cos d mD d d q q l q==光谱分辨本领：/R d mN l l ==【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：576.96nm l =时，60.86/0.86576.96500/643.8810() 3.88n a f D nm mm mm m ml m -=?创=? 579.06nm l =时，60.86/0.86579.06500/643.8910()3.89n a f D nm mm mm m ml m -=?创=?2．理论分辨本领：164120076800R mN d ll===创=√ 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。
关于光栅式量仪光栅的调整与步骤
关于光栅式量仪光栅的调整与步骤关于光栅式量仪光栅的调整与步骤力军f哮尔滨量肆曼嚣争厂.略尔滨150030)光册式量仪是基于用光栅通过光电儿件实现光lU转换的仪器该仪器的基准件是光栅此.l何调整光栅是满足光栅式量仪准确度的父键在调整光栅过程中,丰要从调壑光栅隙1炱尔条纹这两方面着手:下面分别加以叙述一,光栅间隙尺寸的选择用主光栅和指示光栅形成莫条纹时,为避免擦伤,不允许零间隙这样.在主光栅和指光栅之间形成段距离..这段距离,我们称为光栅间隙光栅间隙的选择是重要的间隙足ll碉,接影响奠尔条纹的清晰度和光电信号强弱叫辣小时,奠尔条纹反差强,灯丝发散角的影响和光轴卜j光栅表面不垂直的影响小但光栅问隙变化的影liq大.脏易划伤光栅表面;间隙火叫,则卡H反究竟选多大间隙呢?根据栅的太小.i'n1隙是llj的当栅距较大,远远大于波长时,莫尔条纹的肜是用几何光学原理,利用光栅栅线的遮光效应来解释的这时的间隙按下式计算0=J.!/式中,^为光源波长(用白光照明日1_按光电元什峰f卣波长计算);为光栅常数对于栅距很小,由于衍射现象显着,此时的荧尔条纹嘘由衍射原理来分析此时的兜栅间隙按=(2或3)¨if葬:无沧哪种栅距的光栅,:整时都会遇刮Ⅷ隙j{寸和不知间隙尺寸这两种情况在已知间隙尺寸的情况F.用i净的描图纸作难R,按照问隙尺寸选配描图纸的帐数然后,将』褒隅光栅之阊此时,两光栅之问的距离要大r隙一边慢慢将光栅问隙变小,一边幔慢拉动描纸.随至托动描图纸时,略有摩擦感,问隙仞步确定台通在知隙尺寸的.腈况下,就要借助于双踪波器来凋整这也是任已知问隙尼-々情.精州lj档s疗基首,假定某一R寸?般在01…n～0.6nlm之计谴授术200lNo12问)为间隙尺寸然后.察波器显屏中光栅输出信号幅值的太小.这时,在改变问隙的情况下,用手轻压,微龟减小问隙,或用手提,微量增大间隙,观察幅值变化情若是用手提的方向.幅值增大,说明原假定的间隙略小,应再增大一若是用F压的方向幅值增大,则将娘假定的问隙再减小一注意,每次改变时,间隙的递增f减)量应在0.05tnm左右..二,奠尔条纹的调整实践中.光栅间隙调好后,奠尔条纹有时会出现不理想的状况尢论是长光栅,还是圆光栅,只要莫尔条纹觋一半清晰,一半模糊现象.如慝lc")所示一或条纹不直现象,如图】(6)所示,-兑明两光栅之I_日] 的日_隙在指示光栅工作区内两端不一致一方面,指圈2一一-H光栅本身胶接时,表面平面性小好另一方面指示~t栅座底面平面性不好从这两方曲女查找蟓,垃消除』述现象的对j圆光栅来讲.条纹自时会耻半直,,曲现象如图1()所示,由圆光栅典尔条纹宽度公l}1,口为栅线夹角为偏心;R为条纹半径≈旦!P叮知:改变偏心量的大小,__改变条纹宽度壹u『皇I2所,如果我们观察的莫尔条纹睹好是A区域单条纹这就是我们所需要的横奠尔条纹注意陔景纹是枉垂直偏心方向上形成的如粜此时获得的横门莫尔条纹宽度四极砷光电池宽度相等,,光栅移动,个栅距时,奠尔条纹移过一个条纹宽度并依次扫过个硅光池片,这四个硅光池片将转换为电信号.如果我们观察的莫尔条纹是B区域里或C区域里的条纹时,光电信号显示是不正确的这是因为奠尔条纹与四个硅光池极片不平行.这样,当奠尔条纹移过一个条纹宽度时,能依次扫过四个硅光池极片所以光电元件不能发出一?个周期的电信号一我们把B区域里的条纹称为纵向条纹,把C区域里的条纹称为斜向条纹遇到这两种睛况时,首先将指示光栅工作区凋到圆光栅I作区内,让二者重台.这一步的作用就是要将指示光栅处于垂直偏心方向上,其目的就是要凋出横向莫尔祭纹之后,慢慢转动指示光栅,通过描图纸观察,直至出现二条最宽,最直的暗条纹为止分光光度计的故障检修几例单玻朱垡增(萼蠢江誊取鸣山市走求监督局,双鸭山币】55】00) 1仪器型号:754綮外一可见分光光度计救障现象:钨灯不亮c1)用万用表榆测钨灯止常.将人功率管3DI)205的(,E极短路.灯亮.拆F后洲龉发现烧坏.f1]3DD15D代替后正常.3DD205是串联住钨灯电路ffI 旧.它的损坏必然造成钨妇不亮(21用述方法检查发现钨灯J支大』Jj率管均完,.咂迹l查,发现前级的3C(】30A小功率管损坏.采Ⅲ3CCl2C皆换后仪器止常3c(】30A拄制着31)1)205 帕B极它的损坏致使3[)1)205能进八lr-常的【怍状态,故钨灯不亮,2仪器型号:75】G紫外一[1J分圯光度计放障现象I:使用红敏光电管时无信仪器用红敏光电管时微安表失始终手JIhJi侧.女f像光强不大,调节狭缝和波长均不能将指针调同,mi监暾光电管正常,因此确定放大电路『常,这种现象的lq是因红敏光电管能量不足,判断(I)一6红敏光电管敢和损坏.更换后仪器恢复正常故障现象2:波长准确度正向调整准确.夏向小准确对75l型仪器来说.出现此种故障较多.原冈是波凋整机构的滑道有问隙造成,冈此出现波K由小剑调整时正常,而由大到小桶整时波长误差^,约为30nm～4Ohm.解决这一问题}!需安将摘挚拉杆用弹遁度的弹簧拉向滑道侧即可故障现象3:使用氢灯时无能量显示原因是氢灯的照射角度偏,仪器在使用氢灯时用红敏或紫敏光电管均无能量显示j打开光源灯盖,氢灯亮,将固定氢灯的定位螺丝和弹簧夹子松开,调整氢灯的照射角度,有能量显示,调整氢灯使能量达到最大值,仪器恢复正常3仪器型号:WFZ一800紫外一Hj见分光光度计故障现象:尢光斑检杏光源灯正常,光束也能照至狭缝中央,转动波K盘从最小到最大的过程中均不能调出光斑.初步判断为单色器中光路问题,打开单色器查看,发现反射镜脱落,用502胶粘牢后仪器恢复正常.4.仪器型号:721可见分光光度计故障现象:暗电流不稳首先检查钨灯光源的稳定性,发现正常.在手触碰比色池盖时,指针抖动更加剧烈,开盖后,手压光门杆发现光门关闭严,打开仪器,将故障排除后仪器正常5.仪器型号:723可见分光光度计故障现象:钨灯不亮致使系统不能自检经查是丽只并联的3DDL02调整管损坏造成.因系统无能量,使自桅不能正常进行,系统提乐出现错误, 用两只3DDl5D更换后系统正常.盟量熊_术ll。
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。
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光栅单色仪的调整和使用
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
.光栅单色仪的结构和原理
1、光源和照明系统，2、分光系统，
、接受系统。
火焰、 电火花、激光、高低压气体灯（钠灯、汞灯等）、星体、
N 的方向的夹角为（见图）时，光栅的
取一级衍射项时，对于入射角为，而衍射角为时，光栅方程式为：
:
1、说明钨灯和钠灯、汞灯光谱的区别和道理。
、为什麽狭缝具有最佳宽度？如何求出狭缝的最佳宽度？
、单色仪的理论分辨本领如何计算？实际分辨本领如何测量和计算？
f＝500mm，D=64mm。
光栅的特性主要有：谱线的半角宽度、角色散率
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
N为光栅的总线数，在本实验中N为641200=76800，m为所用的光的衍射
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
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
76800。
f=500mm.光栅的面积6464mm2 光栅的宽度D=64mm，光栅的刻划密度为1200
/mm,
、最佳狭缝宽度
fan86.0=0.86×500 ×579.06/64 nm=3.891μm
fan86.0=0.86×500 ×576.96/64 nm=3.876μm
、理论分辨本领R
×64×1200=76800
m为干涉级次，这里m=1，N为光栅的总线条数。
:
钠灯
nm 加滤波片前的光强 加滤波片后的波长
143 30
185 60
236 104 cosNdd cosdmddD mNdRmNdR
287 152
354 201
.14344025.0/5001.577/
R
.14583975.0/6251.579/
R
.14424005.0/5376.577/'
R
.15053850.0/6651.579/'
R
:
计算机扫描时计算机与仪器的初始值对应不完全一致，导致峰值可能不够精
由于实验时周围光线不稳定，使得光强测的值不完全是准确值。
-9
-31
-43
-52
-57
-61
-64
-666
-67
1 2 3
578.9250 578.9000 578.9000
583.2 583.2 583.2
1 2 3
577.3975 577.3900 577.4450
0.1950 0.1900 0.1725
579.5200 579.5300 579.5225
Error
-11.80177 0.48241
0.00194
1.93435E-6
SD N P
0.00567 11 <0.0001
.即滤光片对频率不同的光线透过的程度
,大约在0.05255/(2×-5.49301E-5)=478.3nm波长左右的光线通过率
,而在两边都呈下降趋势.
．汞灯调整焦距数据：（积分时间0.20s）
0.1875 0.1875 0.1900
: 积分时间0.12s
/nm336 450 460 470 480 490 500 51 0 520 530 540 550
237 280 319 346 365 380 382 378 360 325 279
325 376 421 450 482 517 535 555 579 583 580
1133 52
1064 24
961 -3
881 -22
797 -30
712 -42
620 -49
551 -53
光强
-69
-69
-69
-67
-62
-52
-30
16
96
275
398
632
841
955
862
663
460
319
203
116 60 ຫໍສະໝຸດ 17 0.729 0.745 0.758 0.769 0.757 0.735 0.714 0.682 0.622 0.557 0.481
,光强比值与波长关系图.
4604805005205405600.450.500.550.600.650.700.750.80Y Axis Title
B Polynomial Fit of Data1_B
＋sin)=
、一定时，波长与d成正比。几何光学的方向为闪耀方向，则可以算
由于几何光学方向为入射角等于反射角的方向，即
(
b，所以有b2，光栅方程式改为：
2sin((sin
d
f=500mm
6464mm2
1200线/mm
缝宽过小时出射狭缝上得到光强太小。最佳狭
fan86.0。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
放大实像(7cm) 虚像(5cm) 缩小实像(12cm) 调小狭缝(大实像)
577.5001 579.6251 577.4401 579.6001 577.3926 579.6051 577.5376 579.6651
0.4025 0.3975 0.3975 0.3775 0.4250 0.4050 0.4005 0.3850
421 255
488 309
557 363
622 419
693 474
766 536
836 566
904 575
978 566
1013 530
1053 484
1128 431
1193 375
1263 318
1304 252
1329 197
1332 141
1155 91