光栅光谱仪实验的核心分光器件及其分光原理是什么

光栅光谱仪

光栅光谱仪实验讲义

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

Δs=d(sinα±sinβ)，βα为入射角，为衍射角，则可导出光栅方程：

图1光栅光谱仪示意图 d(sinα±sinβ)=mλ (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,L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

光栅光谱仪实验报告

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?

光栅光谱仪的使用

学号201５21282２学生姓名张家梁

专业名称应用物理学(通信基础科学) 所在系（院）理学院

2017 年 3 月１４日

光栅光谱仪的使用

张家梁

1 实验目的

１.?了解光栅光谱仪的工作原理。

2．?学会使用光栅光谱仪。

2实验原理

１．光栅光谱仪

光栅光谱仪结构如图所示。光栅光谱仪的色散元件为闪耀光栅。入射狭缝和出射狭缝分别在两个球面镜的焦平面上,因此入射狭缝的光经过球面镜后成为平行光入射到光栅上，衍射光经后球面镜后聚焦在出射狭缝上。光栅可在步进电机控制下旋转,从而改变入射角度和终聚焦到出射狭缝处光线的波长。控制入射光源的波长范围,确保衍射光无级次重叠,可通过控制光栅的角度唯一确定出射光的波长。

光谱仪的光探测器可以有光电管、光电倍增管、硅光电管、热释电器件和ＣCCD等多种,经过光栅衍射后,到达出射狭缝的光强一般都比较弱，因此本仪器采用光电倍增管和C ＣＤ来接收出射光。

２．光探测器

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

WDS系列光栅光谱仪

实验讲义

V1.0

1

光栅光谱仪实验讲义

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，就构成一块反射试衍射光栅。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

?s?d(sin??sin?)，?为入射

角，?为衍射角，则可导出光栅方程：

图1光栅光谱仪示意图

d(sin??sin?)?m?

(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，?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

化学科普

分光光度計及原子吸光光譜儀原理簡介

UV/VIS Spectrophotometer & Atomic Absorption Spectrophotometer

分光光度計及原子吸光光譜儀之化學分析，皆是利用紫外/ 可見光譜學特性 (詳見紫外/ 可見光譜學之基本概念) ，兩種儀器在電路系統上非常相似，所差別僅在於發射部份之光源體，以及吸收光譜的待測物體處在不同之狀態。

一、分光光度計 (簡稱UV)

一般而言，分光光度計多用於分析水中之非金屬分子或離子化合物，早期僅利用到可見光譜，在於補足肉眼比色之精度不足問題，後來才發展到利用紫外光譜區，近年分析理論愈加完備，更延伸到生化領域，針對化合物中某些特殊吸光之官能基，而分析一些外觀不具明顯顏色之目標物。

分光光度計之原理，乃是利用可見光及紫外光之燈管 (Lamp) 做為光源，通過濾光鏡調整色調後，經聚焦後通過單色光分光稜鏡，再經過狹縫選擇波長，使成單一且特定波長之光線，而後射入樣品管中之水樣中，最後射入光電管中將光能轉換為電器訊號，藉由樣本及空白水樣間所吸收之光能量差，與標準液之能量吸收值相比較，便可律定樣本中之待測物濃度。典型之分光光度計設計概圖如下：

典型之分光光度計設計概圖

化学科普

本實驗室

WGD-8/8A型多功能光栅光谱使用

目的要求

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1.了解光谱仪的结构原理，掌握定标光谱仪的方法； 2.测定氢光谱的巴尔末线系的波长，验算里德伯常数； 3.了解谱线自动测量方法；

实验仪器

WGD-8/8A型多功能光栅光谱仪、汞灯、氢灯及电源

实验原理

1. 光谱仪基本结构

本实验使用的WGD-8A型多功能光栅光谱仪，属于反射式光栅光谱仪，光路见图1。

图1 光学原理图

M1反射镜、M2准光镜、M3物镜、G平面衍射光栅

1

S1入射狭缝、S2光电倍增管接收、S3 CCD接收

WGD－8/8A型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅单色仪，接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D采集单元，计算机组成。

入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜M2的焦面上，通过S1射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束 经物镜M3成象在S2上或S

WGD-8/8A型多功能光栅光谱使用

目的要求

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1.了解光谱仪的结构原理，掌握定标光谱仪的方法； 2.测定氢光谱的巴尔末线系的波长，验算里德伯常数； 3.了解谱线自动测量方法；

实验仪器

WGD-8/8A型多功能光栅光谱仪、汞灯、氢灯及电源

实验原理

1. 光谱仪基本结构

本实验使用的WGD-8A型多功能光栅光谱仪，属于反射式光栅光谱仪，光路见图1。

图1 光学原理图

M1反射镜、M2准光镜、M3物镜、G平面衍射光栅

1

S1入射狭缝、S2光电倍增管接收、S3 CCD接收

WGD－8/8A型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅单色仪，接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D采集单元，计算机组成。

入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜M2的焦面上，通过S1射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束 经物镜M3成象在S2上或S

直读光谱仪原理讲义

文章来源：沈阳国缇经贸有限公司 访问商铺 添加人：lvyejiance 添加时间：2011-2-16

第一章 直读光谱仪的概况

国内外光电直读光谱仪的发展

光谱起源于17世纪，1666年物理学家牛顿第一次进行了光的色散实验。他在暗室中引入一束太阳光，让它通过棱镜，在棱镜后面的自屏上，看到了红、橙、黄、绿、兰、靛、紫七种颜色的光分散在不同位置上——即形成一道彩虹。这种现象叫作光谱．这个实验就是光谱的起源，自牛顿以后，一直没有引起人们的注意。到1802年英国化学家沃拉斯顿发现太阳光谱不是一道完美无缺的彩虹，而是被一些黑线所割裂。

1814年德国光学仪器专家夫琅和费研究太阳光谱中的黑斑的相对位置时．把那些主要黑线绘出光谱图。

1826年泰尔博特研究钠盐、钾盐在酒精灯上光谱时指出，发射光谱是化学分析的基础、钾盐的红色光谱和钠盐的黄色光谱都是这个元素的特性。

到1859年克希霍夫和本生为了研究金属的光谱自己设计和制造了一种完善的分光装置，这个装置就是世界上第一台实用的光谱仪器，研究火焰、电火花中各种金属的谱线，从而建立了光谱分析的

1

微波分光仪

摘要：微波和光都是电磁波，都具有波动这一共性。能产生反射、折射、绕射、干涉、偏振以及能量传递等现象。微波分光仪正是充分利用了微波的这一通性，模仿光学实验的基本方法，开展了几个极有意义的实验，以加深对微波及微波系统的理解。

关键词：微波 电磁波 波动 实验 微波系统 作者：潘玉霞 学号：1143023031

单位：四川大学 制造科学与工程学院 2011级 工业设计1班 一、前言

随着现代通信技术的迅猛发展，了解电磁波传播特性、现代射频电路及其器件的设计方法已经成为电子工程和通信工程领域的一个重要环节。微波在科学研究、工程技术、交通管理、医疗诊断、国防工业的国民经济的各个方面都有十分广泛的应用。研究微波，了解它的特性具有十分重要的意义。 二、实验目的

1.了解微波光学系统和微波的特性（反射、折射、偏振、干涉），学习微波器件的使用。 2.了解迈克尔逊干涉仪、法布里-贝罗干涉仪等工作原理，计算微波波长。 三、实验原理简介 1.系统初步认识

2.反射实验

电磁波在传播过程中如果遇到反射板,必定要发生反射。本实验室以一块金属板作为反射板,来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上时所遵循的反射规律。

3.驻波测量波长实验

微波喇叭既能接

直读光谱仪

百科名片

光电直读光谱仪

直读光谱仪，适合于户外名种应用，不管是用于压力容器内部分析、管道原位分析还是工场分析都没有任何问题。因为它是密封在一个温度稳定的恒温机箱里，设备的般运和操作只要一个人就能完成。该光谱仪设计达到最高的分析精度，新的双光谱室能应用最理想的谱线，36个测量信道使这台仪器能分析Fe、Ni、Cu、A1、Ti等多种基体。该光谱仪装备了超高灵敏度的光电倍增管，在全量程范围内使检测器的动态范围能鉴别出成分的最微小的差别。曲面的第二个窄缝能清楚地分离出相邻的谱线，这一点对包括高含量的合金成分分析在内进行高精度分析特别。 目录

品种分类 光谱仪色散组件的选择和光学参数的确定 直读光谱仪的正规名字叫原子发射光谱仪 编辑本段 品种分类

直读光谱仪品种分为火花直读光谱仪，光电直读光谱仪，原子发射光谱仪，原子吸收光谱仪，手持式光谱仪，便携式光谱仪，能量色散光谱仪，真空直读光谱仪，直读光谱仪分为台式机和立式机。

直读光谱仪广泛应用于铸造，钢铁，金属回收和冶炼以及军工、航天航空、电力、化工、高等院校和商检，质检等单位。

根据现代光谱仪器的工作原理,光谱仪可以分为两大类:经典光谱仪和新型

光谱仪.经典光谱

台式直读光谱仪FMC、CMX和 FM,以及站立式FMP都是高性能发射光谱仪,可用于金属的生产过程控制和高精度化学分析,同时对于多基体的分析要求具有极高的性价比。这些小型台式直读光谱仪可以区分几乎所有金属的中的元素。可分析基体包括铝、铜、镍、钛、钴、铅、锡、锌、镁;对钢和铸铁同样可以进行准确快速地分析。小型紧凑的设计可使直读光谱仪的放置位置靠近生产线,最大限度的提高仪器的使用效率。

牛津仪器

牛津仪器公司于1959年创建于英国牛津，现已成为世界领先的科学仪器跨国集团公司，拥有分布于英国、美国、德国、芬兰和中国的十几个工厂以及遍及全球的分公司或办事处，其产品和服务已经延伸到了一百多个国家和地区,2007年7月 牛津仪器全面收购德国WAS公司并接管WAS中国所有业务，2009年1月第一款落地式直读光谱仪FMP诞生，2009年9月 德国WAS公司正式更名为“牛津仪器”。 牛津仪器公司始终关注和支持着中国的发展，其产品于 30 年前就进入了中国市场，与中国的科研、教育和工业界的合作卓有成效,现在牛津仪器在北京、上海和广州设有办事处，在上海成立了独资企业和全国客户服务支持中心。牛津仪器的用户已遍及全国三十多个省、市和自治区，产品和售后服务受到了广大用户的好评