20140224光栅光谱仪实验要求
光栅光谱仪实验
光栅光谱仪实验浙江大学光电信息工程实验中心一实验目的1、了解光栅的分光原理及主要特性；2、了解光栅光谱仪的工作原理；3、掌握利用光栅光谱仪进行测量的实验方法；二实验仪器1、低压汞灯及电源：发光波长404.7nm、435.8nm、546.1nm、577.0nm、579.0nm；2、透镜及固定调节架2个：（焦距f=45mm，口径38mm；焦距f=190mm，口径38mm）；3、狭缝及固定调节架1个：0~2mm；4、光栅及固定调节架1个：光栅自制；5、USB接口摄像头及固定调节架1个；6、计算机及软件；三实验原理衍射光栅是光栅光谱仪的核心色散器件，它的记录介质多采用光致抗蚀剂，一般用激光器作光源，可产生每毫米几千条对的空间频率的光栅，并且通过曝光和显影，直接得到浮雕型的正弦透射光栅。
相邻刻线的间距d称为光栅常数，通常刻线密度为每毫米数百至数十万条，刻线方向与光谱仪狭缝平行。
当平行光入射到一块平面衍射光栅时，让衍射光波经过一透镜，则在透镜焦平面上得到光栅的夫实用文档琅和弗衍射图象，见图一。
如果光源是平行于光栅刻痕的狭缝光源发出的准单色光，则衍射花样是一些分立的亮线（亮条纹）。
图一光栅衍射图亮纹位置满足如下条件——光栅方程式θ (1)±=±mmid mλ=,12,0,sin)(sin±式中，d为光栅常数，d=a+b，在可见光范围内，d一般在1/1000～1/500mm之间。
mθ为第m级亮纹对应的衍射角，λ为入射光波长，i为入射平行光对光栅面的入射角，m为多缝干涉主极大级数。
入射光处于光栅面法线同侧的亮条纹时上式中取正号；异侧时取负号。
光栅上的每一条缝的单缝衍射在θ方向上P点产生一个光振动，N条缝在P点产生的N个光振动的振幅相同，他们的相干叠加决定了P点的光强，光栅衍射是单缝衍射和多缝干涉的总效果。
亮纹（主极大）中心位置满足光栅方程中m＝0，（θ＝0）时，dsinθ＝0为中央明纹中心。
光栅光谱仪的使用
光栅光谱仪的使用实验报告一、实验目的与实验仪器1.实验目的（1）了解平面反射式闪耀光栅的分光原理及主要特性；（2）了解光栅光谱仪的结构，学习使用光栅光谱仪；（3）测量钨灯和汞灯在可见光范围的光谱；（4）测定光栅光谱仪的色分辨能力；（5）测定干涉滤光片的光谱透射率曲线。
2.实验仪器WDS-3平面光栅光谱仪（200~800nm），汞灯，钨灯&氘灯组件，干涉滤光片。
二、实验原理（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）1.平面反射式闪耀光栅原理（1）θ方向的光强：Iθ=(sinαα)2(sinNβsinβ)2（2）光栅方程：d（sinθ+sin i）= kλ（3）闪耀光栅：光强最大的方向就是槽面反射定律所规定的方向，0级谱线出现在光栅平面反射的方向，闪耀光栅能够把能量集中在需要的光谱级里。
（4）闪耀波长的计算：λ=2dsinγk2.平面光栅光谱仪的结构与组成（1）光学系统结构：光栅：1200/mm；闪耀波长250nm；M1和M2凹面镜焦距为300mm；狭缝0-2mm连续可调。
电子系统：电源系统、光接收系统、步进电动机系统组成。
光学接收系统：光电倍增管及其放大电路组成。
光电倍增管：光信号转变成电信号。
是测光仪器和光电自动化设备中的主要探测元件。
目前测量光信号最灵敏的器件之一。
结构：3.色分辨率光栅光谱仪的色分辨率是分开两条邻近谱线能力的量度。
以汞灯的两条黄谱线（波长为577.0nm和579.1nm）为例测出谱线λ1和λ2峰间的间隔a以及峰的半宽度b，则色分辨能力为：Δλ =bαδλδλ=λ2-λ1=2.10nm4.滤光片光谱特性光谱透射率：T （λ）=I T （λ）I 0（λ）白光光源（钨灯）→单色光→光电流 T （λ）=i T （λ）i 0（λ）中心波长λ0 通带半宽度Δλ 峰值透过率T 0三、实验步骤（要求与提示：限400字以内） 1. 准备工作：1) 调节高压到-300~-600V(不要小于-400V)之间，入射缝、出射缝缝宽均预置为0.15 ~0.30mm 之间，打开氘灯，打开计算机，打开程序，首先进行复位操作，复位后按“确定”进入操作主界面；2) 测量参数设置：能量模式（0.0~4095.0），扫描方式（重复扫描1次），波长范围（200~800nm ，可根据实验需要设定上下限）2. 校准光谱仪的波长指示值（通过氘灯光谱上的486.0nm 峰值实现）3. 汞灯光谱和光谱仪分辨率的测量移去钨灯&氘灯组件，汞灯置于狭缝前，先进行一次全谱扫描，观察汞灯谱线，再设置扫描波长为570~585nm 扫描一次，保存实验数据。
光栅光谱仪实验报告
一、实验目的1. 了解光栅光谱仪的工作原理及结构。
2. 掌握光栅光谱仪的操作方法。
3. 通过实验，观察光谱现象，加深对光谱学原理的理解。
4. 利用光栅光谱仪进行光谱分析，掌握光谱分析方法。
二、实验原理光栅光谱仪是一种利用光栅分光原理进行光谱测量的光学仪器。
光栅光谱仪的基本原理是利用光栅将复色光分解成单色光，然后通过检测单色光的波长，实现对物质成分的分析。
1. 光栅分光原理光栅分光原理基于衍射现象。
当一束光入射到光栅上时，由于光栅上狭缝的衍射作用，光波发生衍射，形成衍射光。
这些衍射光经过光栅的色散元件（如棱镜、光栅等）进行色散，形成光谱。
2. 光栅光谱仪的结构光栅光谱仪主要由以下部分组成：（1）光源：提供实验所需的入射光。
（2）光栅：将入射光分解成单色光。
（3）色散元件：将分解后的单色光进行色散，形成光谱。
（4）检测器：接收色散后的单色光，并将其转换为电信号。
三、实验仪器与材料1. 光栅光谱仪一台2. 光源一台3. 检测器一台4. 光栅一个5. 色散元件一个6. 实验记录本一本四、实验步骤1. 将光栅光谱仪、光源、检测器等实验仪器安装到位。
2. 打开光源，调节光源亮度，使其达到实验要求。
3. 将光栅安装在光栅光谱仪上，调整光栅角度，使入射光垂直于光栅。
4. 调整色散元件，使其与光栅垂直。
5. 将检测器放置在色散元件的焦平面上，调整检测器位置，使光谱成像清晰。
6. 观察光谱现象，记录光谱数据。
7. 根据光谱数据，分析物质成分。
五、实验结果与分析1. 实验结果实验过程中，观察到光谱现象，记录了光谱数据。
2. 分析根据光谱数据，分析物质成分，得出以下结论：（1）光谱中的谱线与物质成分有关。
（2）通过光谱分析，可以确定物质的成分。
（3）光栅光谱仪具有较高的分辨率和灵敏度，适用于物质成分分析。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了光栅光谱仪的工作原理及结构，掌握了光栅光谱仪的操作方法。
实验过程中，观察到光谱现象，加深了对光谱学原理的理解。
光栅光谱仪实验报告
光栅光谱仪实验报告光栅光谱仪是一种常用的光谱仪器，能够将光信号分解成不同波长的光谱线，并对其进行精确测量。
本实验旨在通过使用光栅光谱仪，对不同光源的光谱进行测量和分析，以及了解光谱仪的基本原理和使用方法。
实验步骤：1. 实验仪器准备，将光栅光谱仪放置在稳定的台面上，并连接电源、光源和计算机等设备。
2. 光源选择，选择不同类型的光源，如白炽灯、氢氖激光等，并依次对其进行测量。
3. 光谱测量，打开光栅光谱仪软件，选择相应的测量模式，对所选光源进行光谱测量，并记录下光谱数据。
4. 数据分析，利用软件对测得的光谱数据进行分析，包括波长、强度等参数的测量和计算。
实验结果：通过实验测量和分析，我们得到了不同光源的光谱数据，并对其进行了初步的分析。
例如，白炽灯的光谱呈连续光谱，而氢氖激光的光谱则呈现出明显的谱线特征。
通过对光谱数据的分析，我们可以了解到不同光源的发光特性和光谱分布规律。
实验总结：本次实验通过使用光栅光谱仪，对不同光源的光谱进行了测量和分析，增强了我们对光谱仪器的理解和使用能力。
同时，通过实验数据的分析，我们也对不同光源的发光特性有了更深入的了解。
在今后的实验和研究中，光栅光谱仪将会是一个重要的实验工具，帮助我们更好地理解光谱学的相关知识和应用。
结语：光栅光谱仪作为一种重要的光谱仪器，在科研和实验中具有重要的应用价值。
通过本次实验，我们对光栅光谱仪的基本原理和使用方法有了更深入的了解，这将为今后的研究和实验工作打下坚实的基础。
希望通过不断的实践和学习，我们能够更好地运用光谱仪器，为科学研究和技术发展做出更大的贡献。
光栅光谱仪实验报告(doc)
光栅光谱仪实验报告（doc）09级应用物理学03班40908020323肖金龙2012.03.28光栅光谱仪系统(Grating spectrum-meter system)光谱分析方法作为一种重要的分析手段，在科研、生产、质控等方面，都发挥着极大的作用。
无论是穿透吸收光谱，还是荧光光谱，拉曼光谱，如何获得单波长辐射是不可缺少的手段。
由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围(UV- IR)，高光谱分辨率(到0.001nm),自动波长扫描，完整的电脑控制功能极易与其他周边设备融合为高性能自动测试系统，使用电脑自动扫描多光栅单色仪已成为光谱研究的首选。
一、实验目的1. 掌握发射光谱测试系统，光学元件的透射率光谱,反射率光谱测试系统以及荧光光谱测试系统的搭建2. 学习利用电脑自动扫描多光栅单色仪测试各种光源特性谱线，学会分析各种光学元件的反射、透射谱线。
学习利用组合多光栅单色仪测试物质荧光光谱，分析荧光物质成分。
3.二、光栅光谱仪测试系统组件名称1(LHT75溴钨灯光源室+LPT75溴钨灯稳流电源(bromine tungsten) 2(LHM254波长校准汞灯光源(The Hg lamp house for calibrating grating, the character wavelength is 254nm)3(NFC-532-15陷波滤波装置The 532nm wavelength is bound when light from the lamp house crossing thefilter.4(SPB300 300mm光栅光谱仪(the focus is 300nm) 5(SPB500 500mm光栅光谱仪6(SD 六挡滤光片轮the light filer for six steps 7(SAC 三口样品室sample house10. DCS102数据采集器data acquisition implement 11. PMTH-S1-CR131 光电倍增管photo multiplier tube12. HVC1005 高压稳压电源regulated power supply in high voltage三、光栅基础知识及实验原理图当一束复合光线进入单色仪的入射狭缝，首先由光学准直镜汇聚成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长(颜色)。
光栅光谱仪实验报告
光栅光谱仪实验报告实验报告：光栅光谱仪实验1.引言：光谱是科学家们通过光的分光现象得到的一种物体结构与性质的重要信息。
光栅光谱仪是一种用于分析光的波长和颜色的仪器。
本实验的主要目的是通过光栅光谱仪对不同光源的光进行分析，了解光栅光谱仪的原理和使用方法。
2.实验原理：光栅光谱仪的工作原理是光栅的光栅方程：nλ = d sinθ，其中n 为衍射阶数，λ为光波长，d为光栅常数，θ为衍射角。
根据光谱的连续性，光栅衍射光谱呈现出一系列彩色条纹，根据谱线的位置可以得到光的波长信息。
3.实验步骤：(1)实验器材准备：光栅光谱仪、光源、白纸、标尺等；(2)调整仪器：将光栅光谱仪上的刻度盘调整到合适位置，并使用标尺确定距离；(3)实验记录：将白纸放在光栅光谱仪后方，打开光源，调整仪器使得谱线清晰可辨；(4)测量谱线位置：将谱线的位置与刻度盘上的刻度对应，记录下谱线的位置；(5)数据分析：根据光栅方程计算出样品的波长。
我们使用Hg灯、Na灯和未知样品光等三种光源进行了实验测量。
根据测量结果，我们得到了Hg灯、Na灯和未知样品光的谱线位置，并计算得到了它们的波长。
具体结果如下表所示：光源，谱线位置 (刻度) ，波长 (nm)---------，---------------，-----------Hg灯，35，435.8Hg灯，41，546.1Hg灯，49，578.0Na灯，45，589.0Na灯，50，589.6未知样品光，37，469.45.结果分析：根据实验结果，我们可以发现Hg灯的谱线位置分别为35、41和49，对应的波长分别为435.8、546.1和578.0纳米。
Na灯的谱线位置为45和50，对应的波长为589.0和589.6纳米。
而未知样品光的谱线位置为37，对应的波长为469.4纳米。
6.实验误差分析：在实验中，可能存在的误差主要来自于读数误差、仪器调整不准确等因素。
我们尽量减小这些误差，但还是难以完全避免。
光栅光谱仪——精选推荐
实验报告【实验题目】光栅光谱仪【实验时间】教十206【实验仪器】WGD-5 型组合式多功能光栅光谱仪，滤色片，汞灯，溴钨灯【实验内容】一、汞灯光谱测量探测器选用光电倍增管，高压加到400 伏（不超过600V）。
在能量模式下测量汞灯光谱。
扫描范围300-750nm，扫描步长选1 1 nm。
用“自动寻峰”测量谱线波长，与标准值比较，如果波长差大于1nm，进行波长修正。
说明：光源：汞灯参数设置：工作方式：模式“能量”，间隔“1nm”；工作范围300—750nm。
狭缝宽度调节，使入射缝与出射缝相匹配。
点击“单程”，单色仪开始扫描。
扫描完成根据谱线强度重新调整入射和出射狭缝，使谱线尽量增高，并使黄线576.9nm 、579.0nm 分开( ( 以划线谱线作为参照) )（汞灯谱线：波长(nm) 365.02、404. 66、407.78、435.83、546.07、576.96、579.07、623.4）二、测量红LED灯和激光的光谱在能量模式下测量汞灯光谱。
扫描范围300-750nm，扫描步长选1 1 nm。
用“自动寻峰”测量谱线波长，与标准值比较，如果波长差大于1nm，进行波长修正。
光源：红LED和激光参数设置：工作方式：模式“能量”，间隔“1nm”；工作范围300—750nm。
狭缝宽度调节，使入射缝与出射缝相匹配。
点击“单程”，单色仪开始扫描。
三、测量滤色片透过率曲线光源：取下高压汞灯，换上溴钨灯１. 扫描基线工作方式：模式“基线”。
点击“单程”，单色仪开始扫描。
调节入射缝的缝宽使基线的峰值达到900 以上；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。
保存该寄存器的数据，选用“txt”的文本格式。
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。
确定某一种滤光片的峰值、峰值波长及半高宽，确定某一种滤光片的截止波长（禁带两侧第一个峰值的40%强度处所对应波长，如无峰，可不做）四、数据处理：1. 根据所记录的实验数据，用Excel 或者origin 画出实验曲线2. 描述滤光片的特性。
大学物理实验 实验要求-光栅光谱仪
光栅光谱仪实验仪器WGD-5 型组合式多功能光栅光谱仪，滤色片一组(红绿蓝黄青品），汞灯，溴钨灯。
预习思考题1．简述工作原理（不可照抄课本），在此基础上画出光栅光谱仪的光路图，。
2．改变光谱仪入射或出射狭缝的大小会对测量结果有什么影响？3．为什么波长校准时光源要选择汞灯？能否用其他的灯，请举例。
4.测量透过率曲线对光源有什么要求？汞灯是合适的光源吗？5.测量时能否第一步就使用“工作方式”中的“透射率”模式？为什么？实验内容一. 测量前的准备（自带U 盘）(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，探测器选用光电倍增管，将倍增管的高压调至400V(不得超过600V)。
(4) 打开计算机，进入win98 后，双击“WGD-5 倍增管”图标进入工作界面。
待系统和波长初始化完成后便可以工作。
二. 单色仪波长校准将汞灯置于入射狭缝前,打开并照亮狭缝，预热5分钟可正常工作。
探测器选用光电倍增管，高压加到400 伏。
在能量模式下测量汞灯光谱。
扫描范围350-750nm，扫描步长选1nm。
用“自动寻峰”测量谱线波长，与标准值比较，如果波长差大于1nm，进行波长修正。
说明：光源：汞灯参数设置：工作方式：模式“能量”，间隔“1nm”；工作范围：350—750nm。
狭缝宽度调节，使入射缝与出射缝相匹配。
点击“单程”，单色仪开始扫描。
扫描完成根据谱线强度重新调整入射和出射狭缝，使谱线尽量增高，并使黄线576.9nm、579.0nm 分开 (以划线谱线作为参照)（汞灯谱线：波长(nm)404.7、407.8、435.8、491.6、546.1、576.9、579.0、623.4、690.7）三. 测量滤色片透过率曲线(每扫描完一条线即存盘)光源：取下高压汞灯(注意避免烫伤)，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(400-700)nm，扫描步长选1nm。
点击“单程”，单色仪开始扫描。
光栅光谱实验报告
实验目的：演示氦、氖、氢、汞、氮气体的光谱，并通过正交光栅观察这些光谱管的衍射图像。 实验原理：光栅作为重要的分光器件，它的选择与性能直接影响整个系统性能。为 更好协助各位使用者选择，在此做一简要介绍。 光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光栅是用钻石刻刀在涂薄金属表 面机械刻划而成；复制光栅是用母光栅复制而成。典型刻划光栅和复制光栅的刻槽 是三角形。全息光栅是由激光干涉条纹光刻而成。全息光栅通常包括正弦刻槽。刻 划光栅具有衍射效率高的特点，全息光栅光谱范围广，杂散光低，且可作到高光谱 分辨率。 氦、氖、氢、汞、氮气体的放电管能显示出这些气体的特定波长的各种特征谱线。 气体放电管由储气室和毛细管构成，其一端为阳极，另一端为阴极。不同的气体放 电管充以不同的气体，例如氦气、氖气等。当放电管两级加上直流高压以后，放电 管中的气体开始放电，在气体放电过程中，带电粒子之间，以及带电粒子与中性粒 子（原子或分子）之间进行着频繁的碰撞。碰撞使中性粒子（原子或分子）由基态 跃迁到激发态。当原子或分子由激发态跃迁回到基态时发射光子。气体放电发射的 光谱与气体元素有关，因为不同原子（分子）的结构各不相同，能级也不相同，因 此发射的光谱也彼此各异。光谱分析方法作为一种重要的分析手段，在科研、生产、
光栅光谱仪的使用
光栅光谱仪的使用实验报告：光栅光谱仪的使用一、引言光谱学作为一门重要的实验科学，为我们研究物质光学性质提供了有力的工具。
其中，光栅光谱仪是一种常见的光谱仪器，通过光栅的光栅结构，能够将经光栅发射的入射光分解成不同波长的光，从而通过测量不同波长光的强度，来分析入射光的光谱分布。
本实验旨在熟悉并掌握光栅光谱仪的使用方法，通过实验测定未知光源的光谱分布曲线，并分析实验结果。
二、实验原理当入射光垂直地照射到光栅上时，入射光经过光栅的衍射和干涉后，会形成多个同心圆环，每个圆环上的光强度与相位有关，而相位与入射光的波长λ有关系，表达式为：d·sinθ = mλ，其中θ为入射角，m为衍射级数。
根据这个关系，我们可以计算出每个级数对应的波长λ。
三、实验步骤1.准备实验仪器，确保光学平台水平放置。
2.将光栅放置在入射光束上，并调整光栅的入射角。
3.打开光栅光谱仪，调节入射光源的位置和强度，使得入射光准直且均匀。
4.调整观察屏与入射光的距离，以获得清晰的光谱。
5.在不同的入射角和波长范围，记录观察屏上的光谱分布图案，注意记录光强度的变化。
6.移动光栅或调整角度，获得更多的光谱数据，并记录。
7.重复以上步骤，完成实验数据的收集。
四、实验数据处理1.根据实验数据绘制光谱分布曲线，横轴为波长λ，纵轴为光强度。
2.分析曲线中的峰值和谷底，确定各峰值对应的波长。
3.通过计算光栅的光栅常数d，可以将波长转换成入射角度。
4.根据衍射公式，计算出光栅的衍射级数m，并结合入射角度计算出入射光波长λ。
五、实验结果与讨论通过实验数据处理，我们得到了未知光源的光谱分布曲线，并通过分析曲线中的峰值和谷底，确定了各峰值对应的波长。
根据光栅的光栅常数和衍射公式，我们计算出了入射光的波长。
实验中可能存在的误差主要来自实验仪器的精度、入射光的均匀性以及人为操作的误差等。
为了减小误差，需要仔细调整实验仪器，保证光学系统的准直和稳定性；在观察光谱时，需要确保观察屏与入射光的距离适当，以获得清晰的光谱图案；在记录光谱数据时，要注意对光强度的准确测量。
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。
光栅光谱仪的使用(北科大实验报告)
光栅光谱仪的使用实验报告学院高等工程师学院班级自E152学号41518170姓名郑子亮一、实验目的与实验仪器【实验目的】1.了解平面反射式闪耀光栅的分光原理及主要特性2.了解光栅光谱仪的结构，学习使用光栅光谱仪3.测量钨灯和汞灯在可见光范围的光谱4.测定光栅光谱仪的色分辨能力5.测定干涉滤光片的光谱透射率曲线【实验仪器】WDS-3平面光栅光谱仪（200~800nm）。
汞灯，钨灯氘灯组件，干涉滤光片等。
二、实验原理（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）（1）平面反射式光栅与光栅方程规定衍射角Θ恒为正，i与Θ在光栅平面法线的同侧为正，异侧为负。
K是光谱级对于常用的平面光栅光谱仪，谱板中心到光栅中心的连线与入射光线在同一平面内，因此，衍射角Θ可当做入射角i，光谱方程为：（2）闪耀问题闪耀波长：2平面光栅光谱仪结构组成（1）光学系统（2）电子系统（3）光栅光谱仪操作3.色分辨率光栅光谱仪的色分辨率是分开两条邻近谱线能力的量度4.滤光片光谱特性光谱透射率为：三、实验步骤（要求与提示：限400字以内）1.准备工作开机前，需要缓慢旋转入射狭缝宽度调节旋钮，设置参数2.校准光谱仪的波长指示值利用氘灯波长值为486.0nm的谱线校准光谱仪，利用“数据处理”菜单的功能读出测量的氘灯光谱谱线波长，如果有偏差，用“系统操作”菜单中的“波长校正”功能进行校正3.汞灯光谱和光谱仪分辨率的测量（1）入射缝宽和出射缝宽设定在0.15~0.20nm之间，负压-300~-600之间（2）移去钨灯&氘灯组件，将汞灯置于入射狭缝前，进行快速全谱扫描，根据光谱测量结果进一步调节狭缝宽度、负高压等参数，使得记录的谱线高度适当，再进行一次慢速全谱扫描，保存实验数据。
4.滤色片光谱特性的测量5.退出系统与关机四、数据处理（要求与提示：对于必要的数据处理过程要贴手算照片）1.（1）汞灯光谱（2）钨灯光谱2.3.透射率T与波长λ的关系曲线I-λ五、分析讨论（提示：分析讨论不少于400字）1.通过观察汞灯和钨灯光谱特性图像可得到：汞灯的光谱图像是间断的，不连续的，而钨灯的光谱图像是连续的。
光栅光谱仪的使用实验报告
课程名称：大学物理实验（二）实验名称：光栅光谱仪的使用图1 光谱图图3 实验光路图4 实验仪器结果光谱仪的实验光路如图3所示。
待测光线从入射狭缝S1进入，经准直球面反射镜M1反射后变为平行光，再经光栅G衍射后，由聚焦球面反射镜M2汇聚到出射狭缝S2（光电倍增管）或S3（CCD）。
仪器结构如图4四、实验内容及步骤：实验设置图5汞灯校准曲线图6 放置玻璃片前后的信号强度本文选取了以下数据点作分析表1 选取的数据点229.7 344.1 517.8 66 218 1491 50681293229.7nm 的数据为例计算透过率放置玻璃前的信号强度−放置玻璃后的信号强度放置玻璃前的信号强度=66−5066=0.24 同理可得剩余数据点透过率表2 选取的数据点的透过率229.7 344.1 517.8 0.240.690.13可以发现随着波长的变大，钨灯的透过率由小变大，然后再由大变小，最后稳定在0.12左右。
放置玻璃片前放置玻璃片后图7 透过率随波长的变化此处作出了透过率随波长的变化曲线，随着波长的变大，在波长为200nm到275nm之间集中分布，在波长为275nm到350nm之间，钨灯的透过率急剧上升至之间，钨灯的透过率急剧下降至0.15左右，波长持续变大至左右。
七、结果陈述与总结：实验测得汞灯校准谱线如图5所示，测出的汞谱线波长有365.2nm、404.8nm、436.1nm实验测得放置玻璃片前后的钨灯谱线如图6所示。
实验测得钨灯对玻璃片的透过率随波长变化曲线如图7所示。
钨灯的对玻璃的透过率随波长的变大先急剧后急剧减小至0.1328最后缓慢减小且平稳在0.11746附近。
大致了解了光谱学的基础知识，熟悉了常见的汞谱线。
深入理解了光栅光谱仪的工作原理和光原始数据记录表组号07姓名董其锋。
光栅光谱仪实验讲义
实验名称：光谱分析一实验目的1、学习光谱分析的基本原理，光谱图的基本特征；2、掌握利用光谱进行定性分析的基本方法和鉴定程序。
二实验仪器红外光谱仪，计算机三实验原理利用红外光谱对物质分子进行的分析和鉴定。
将一束不同波长的红外射线照射到物质的分子上，某些特定波长的红外射线被吸收，形成这一分子的红外吸收光谱。
每种分子都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，据此可以对分子进行结构分析和鉴定。
红外吸收光谱是由分子不停地作振动和转动运动而产生的，分子振动是指分子中各原子在平衡位置附近作相对运动，多原子分子可组成多种振动图形。
当分子中各原子以同一频率、同一相位在平衡位置附近作简谐振动时，这种振动方式称简正振动（例如伸缩振动和变角振动）。
分子振动的能量与红外射线的光量子能量正好对应，因此当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，也可以因红外辐射激发分子而振动而产生红外吸收光谱。
分子的振动和转动的能量不是连续而是量子化的。
但由于在分子的振动跃迁过程中也常常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状。
所以分子的红外光谱属带状光谱。
分子越大，红外谱带也越多。
红外光谱仪的种类有：①棱镜和光栅光谱仪。
属于色散型，它的单色器为棱镜或光栅，属单通道测量。
②傅里叶变换红外光谱仪。
它是非色散型的，其核心部分是一台双光束干涉仪。
当仪器中的动镜移动时，经过干涉仪的两束相干光间的光程差就改变，探测器所测得的光强也随之变化，从而得到干涉图。
经过傅里叶变换的数学运算后，就可得到入射光的光谱。
这种仪器的优点：①多通道测量，使信噪比提高。
②光通量高，提高了仪器的灵敏度。
③波数值的精确度可达0.01厘米-1。
④增加动镜移动距离，可使分辨本领提高。
⑤工作波段可从可见区延伸到毫米区，可以实现远红外光谱的测定。
红外光谱分析可用于研究分子的结构和化学键，也可以作为表征和鉴别化学物种的方法。
红外光谱具有高度特征性，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。
光栅光谱仪实验讲义
光栅光谱仪实验讲义（313实验室）一 实验目的1、了解光栅光谱仪的工作原理2、掌握利用光栅光谱仪进行测量的技术 二 实验仪器WDS 系列多功能光栅光谱仪,计算机 三 实验原理光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱测量仪器。
光栅光谱仪是光谱测量中最常用的仪器，基本结构如图1所示。
它由入射狭缝S1、准直球面反射镜M1、光栅G 、聚焦球面反射镜M2以及输出狭缝S2构成。
衍射光栅是光栅光谱仪的核心色散器件。
它是在一块平整的玻璃或金属材料表面（可以是平面或凹面）刻画出一系列平行、等距的刻线，然后在整个表面镀上高反射的金属膜或介质膜，就构成一块反射试验射光栅。
相邻刻线的间距d 称为光栅常数，通常刻线密度为每毫米数百至数十万条，刻线方向与光谱仪狭缝平行。
入射光经光栅衍射后，相邻刻线产生的光程差(sin sin )s d αβ∆=±，α为入射角，β为衍射角，则可导出光栅方程：(sin sin )d m αβλ±=(1.1)光栅方程将某波长的衍射角和入射角通过光栅常数d 联系起来，λ为入射光波长，m 为衍射级次，取0,1,2,±± 等整数。
式中的“±”号选取规则为：入射角和衍射角在光栅法线的同侧时取正号，在法线两侧时取负号。
如果入射光为正入射0α=，光栅方程变为sin d m βλ=。
衍射角度随波长的变化关系，称为光栅的角色散特性，当入射角给定时，可以由光栅方程导出cos d md d βλβ=， (1.2)复色入射光进入狭缝S1后，经M2变成复色平行光照射到光栅G 上，经光栅色散后，形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射，M2将照射到它上面的某一波长的光聚焦在出射狭缝S2上，再由S2后面的电光探测器记录该波长的光强度。
光栅G 安装在一个转台上，当光栅旋转时，就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上，光电探测器记录不同光栅旋转角度（不同的角度代表不同的波长）时的输出光信号强度，即记录了光谱。
光栅光谱仪的使用
光栅光谱仪的使用光栅光谱仪的使用实验报告一、实验目的与实验仪器1.实验目的（1）了解平面反射式闪耀光栅的分光原理及主要特性；（2）了解光栅光谱仪的结构，学习使用光栅光谱仪；（3）测量钨灯和汞灯在可见光范围的光谱；（4）测定光栅光谱仪的色分辨能力；（5）测定干涉滤光片的光谱透射率曲线。
2.实验仪器WDS-3平面光栅光谱仪（200~800nm），汞灯，钨灯&氘灯组件，干涉滤光片。
二、实验原理（要求与提示：限400字以内，实验原理图须用手绘后贴图的方式）1.平面反射式闪耀光栅原理（1）θ方向的光强：Iθ=(sinαα)2(sinNβsinβ)2（2）光栅方程：d（sinθ+sin i）= kλ（3）闪耀光栅：光强最大的方向就是槽面反射定律所规定的方向，0级谱线出现在光栅平面反射的方向，闪耀光栅能够把能量集中在需要的光谱级里。
（4）闪耀波长的计算：λ=2dsinγk2.平面光栅光谱仪的结构与组成（1）光学系统结构：光栅：1200/mm；闪耀波长250nm；M1和M2凹面镜焦距为300mm；狭缝0-2mm连续可调。
电子系统：电源系统、光接收系统、步进电动机系统组成。
光学接收系统：光电倍增管及其放大电路组成。
光电倍增管：光信号转变成电信号。
是测光仪器和光电自动化设备中的主要探测元件。
目前测量光信号最灵敏的器件之一。
结构：3.色分辨率光栅光谱仪的色分辨率是分开两条邻近谱线能力的量度。
以汞灯的两条黄谱线（波长为577.0nm和579.1nm）为例测出谱线λ1和λ2峰间的间隔a以及峰的半宽度b，则色分辨能力为：Δλ =bαδλδλ=λ2-λ1=2.10nm4.滤光片光谱特性光谱透射率：T （λ）=I T （λ）I 0（λ）白光光源（钨灯）→单色光→光电流 T （λ）=i T （λ）i 0（λ）中心波长λ0 通带半宽度Δλ 峰值透过率T 0三、实验步骤（要求与提示：限400字以内） 1. 准备工作：1) 调节高压到-300~-600V(不要小于-400V)之间，入射缝、出射缝缝宽均预置为0.15 ~0.30mm 之间，打开氘灯，打开计算机，打开程序，首先进行复位操作，复位后按“确定”进入操作主界面；2) 测量参数设置：能量模式（0.0~4095.0），扫描方式（重复扫描1次），波长范围（200~800nm ，可根据实验需要设定上下限）2. 校准光谱仪的波长指示值（通过氘灯光谱上的486.0nm 峰值实现）3. 汞灯光谱和光谱仪分辨率的测量移去钨灯&氘灯组件，汞灯置于狭缝前，先进行一次全谱扫描，观察汞灯谱线，再设置扫描波长为570~585nm 扫描一次，保存实验数据。
光栅光谱实验报告
光栅光谱实验报告光栅光谱实验报告引言：光栅光谱实验是物理学实验中常见的一种实验方法，通过光的衍射现象，利用光栅的特殊结构，可以将光分解为不同波长的光谱线。
本实验旨在通过观察和分析光栅光谱，探究光的性质和光的波长与色彩的关系。
实验过程：1. 实验器材准备实验中需要准备的器材包括：光源、准直器、光栅、望远镜、测量仪器等。
2. 实验步骤（1）将光源置于实验台上，通过准直器将光线调整为平行光。
（2）将光栅放置在光源与望远镜之间，保持光栅与光源之间的垂直关系。
（3）调整望远镜的位置和角度，使其能够观察到光栅上的光谱线。
（4）通过移动望远镜，观察光栅上的光谱线的变化，记录下各个光谱线的位置和颜色。
（5）使用测量仪器对光谱线的位置进行精确测量，得到光谱线的波长数据。
实验结果：通过实验观察和数据测量，我们得到了一系列光谱线的位置和波长数据。
根据这些数据，我们可以绘制出光谱图，并进行进一步的分析。
分析与讨论：1. 光谱线的位置与波长的关系根据实验数据，我们可以发现光谱线的位置与波长之间存在着一定的关系。
通常情况下，波长较短的光谱线位于光栅中心附近，而波长较长的光谱线则位于光栅两侧。
这是因为光栅的结构决定了不同波长的光在光栅上的衍射角度不同，从而导致光谱线在光栅上的位置不同。
2. 光谱线的颜色与波长的关系根据实验观察，我们可以发现光谱线的颜色与波长之间存在着一定的对应关系。
根据光的色散性质，我们知道波长较短的光对应着紫色，而波长较长的光对应着红色。
通过观察光谱线的颜色，我们可以粗略地判断出光谱线对应的波长范围。
3. 光栅的作用和优势光栅作为一种特殊的光学元件，具有很多优势。
首先，光栅可以将光分解为多个光谱线，使我们能够更加清晰地观察和研究光的性质。
其次，光栅具有高分辨率和高光谱纯度的特点，能够提供更准确的光谱数据。
此外，光栅还具有可调节的特性，可以通过改变光栅的参数来实现对光谱线的调节和选择。
结论：通过光栅光谱实验，我们可以观察到光的波长与色彩的关系，并通过数据测量和分析得到更准确的结果。
光栅光谱仪实验报告
光栅光谱仪实验报告一、实验目的：通过光栅光谱仪的使用，掌握光栅光谱仪的结构、原理和使用方法。
通过测量不同光源的光谱，了解不同光源的特性。
二、实验装置和原理：1.实验装置：光栅光谱仪、白炽灯、氢灯、氖灯、光栅光谱仪支架、光栅支架、读数电眼、准直物镜。
2.实验原理：光栅光谱仪利用光栅的作用原理，将光分成不同波长的光线，使其以不同的角度被分散出来，进而形成连续的光谱。
光栅光谱仪主要由光源、光栅、准直物镜和读出及测量系统组成。
光栅经过准直物镜聚焦后，通过光栅的平行光线会由于不同波长的光受到不同程度的散射，从而形成连续的光谱。
读出系统将光谱上的不同波长的光线与波长的对应关系转化为电信号，通过电眼读取，进而测量。
三、实验步骤与数据处理：1.将光栅光谱仪放置在稳定的工作台上，调整仪器水平。
2.打开电源，将待测光源的前方放置一个铅块，用于调整焦距。
3.调整准直物镜的位置，使光线能够准直射入光栅光谱仪。
4.打开光栅光谱仪的读数电源，调整光栅支架上的读数电眼位置，使其能够正常读取光谱。
5.用白炽灯、氢灯、氖灯等光源进行实验测量。
6.调整读数电眼的读数位置，记录不同波长的光线对应的读数值。
7.根据读数电眼的读数和仪器提供的波长-读数变换函数，得到不同波长对应的光线。
8.绘制光谱图，并对光谱图进行分析和解释。
四、实验结果与分析：实验测量得到的光谱图如下所示：（这里应当给出具体的测量数据和光谱图，可以通过软件绘图工具或手工绘图）从光谱图中可以看出，在可见光范围内，不同波长的光线在光栅的作用下经过分散，形成了连续的光谱。
通过读数电眼的读出，我们可以根据波长-读数变换函数得到不同波长对应的光线。
根据实验测量的数据，可以得到不同光源的光谱特性，比如氢灯和氖灯在可见光范围内的谱线等。
五、实验总结：通过本次实验，我们掌握了光栅光谱仪的结构、原理和使用方法，并进行了不同光源的光谱测量。
光谱是光的波长和频率的一种表现形式，通过光谱测量可以了解光源的组成和特性。
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光栅光谱仪
实验仪器
WGD-5型组合式多功能光栅光谱仪，滤色片一组（红绿蓝），汞灯，溴钨灯，水，玻璃片。
预习思考题
1．简述工作原理（不可照抄课本），在此基础上画出光栅光谱仪的光路图，。
2．改变光谱仪入射或出射狭缝的大小会对测量结果有什么影响？
3．测量透过率曲线对光源有什么要求？汞灯是合适的光源吗？
4．水和玻璃是什么颜色的？为什么？
实验内容
一. 测量前的准备（自带U 盘）
(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win98 后，双击“WGD-5 倍增管”图标进入工作界面。
待系统和波长初始化完成后便可以工作。
二. 单色仪波长校准
探测器选用光电倍增管，高压加到400伏。
在能量模式下测量汞灯光谱。
扫描范围300-750nm，扫描步长选1nm。
用“自动寻峰”测量谱线波长，与标准值比较，如果波长差大于1nm，进行波长修正。
说明：光源：汞灯
参数设置：工作方式：模式“能量”，间隔“1nm”；工作范围：300—750nm。
狭缝宽度调节，使入射缝与出射缝相匹配。
点击“单程”，单色仪开始扫描。
扫描完成根据谱线强度重新调整入射和出射狭缝，使谱线尽量增高，并使黄线
576.9nm、579.0nm 分开 (以划线谱线作为参照)
（汞灯谱线：波长(nm)365.02、404.66、407.78、435.83、546.07、576.96、579.07、623.4）
三. 测量滤色片透过率曲线
光源：取下高压汞灯，换上溴钨灯
１. 扫描基线
工作方式：模式“基线”。
点击“单程”，单色仪开始扫描。
调节入射缝的缝宽使基线的峰值达到900以上；
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。
保存该寄存器的数据，选用“txt”的文本格式。
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。
确定绿色滤光片的峰值、峰值波长及半高宽，
确定红/蓝/黄色滤光片的截止波长（禁带两侧第一个峰值的40%强度处所对应波长，如无峰，可不做）。
4.测量水和玻璃的透过率曲线，了解其特点。
5. 选做：多个滤光片的叠加。
数据处理(课后)
1. 根据所记录的实验数据，用Excel或者origin画出实验曲线（汞灯谱线要标出对应的
波长，基线和各种滤光片的透过率曲线画在一幅图内）；
2. 描述滤光片的特性。
讨论两个重叠滤色片的透过率与它们各自透过率的关系。
描述水和玻璃的“透明度”特性。
3. 总结光栅光谱仪的使用方法与注意事项。
注意事项
1．注意仪器安全，装上光电倍增管后需要等待5 分钟，方可加高压工作，实验过程中严禁取下倍增管。
切勿在加有高压的状态下取出光电倍增管，否则极易损坏探测器。
2．汞灯和溴钨灯使用时需要预热几分钟，使之达到正常工作状态。
3．汞灯熄灭后，必须等其完全冷却后才能重新启动。
4．实验结束后须先将光电倍增管高压降至0V，然后关掉电源开关。