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文档介绍:物理实验光谱测量与光谱分析
1
特征光谱:每一种元素在发光或吸光时都有其各自所特有的光谱线—特征谱线。所以,光谱是人们认识了解物质成份的重要手段,在已知的元素中有近1/5都是通过光谱分析来发现的。
光谱仪:用于进行光谱测量和物质光谱分析的装置。其主要作用:;,绘制光谱图。
光栅作用:光栅具有分光色散作用(同级光谱中不同的波长对应不同的衍射角),通过光栅可以把光谱中的不同波长分解开来。所以它是光栅光谱仪的核心组成部分。
光谱分析与光谱仪
二、实验原理
2
如图所示,处于能级E1的原子吸收能量跃迁到高能态E2时,将向下跃迁并发出相应能级差的光子:
原子发光
所以,测出元素的某一波长,根据其对应的能级差就可以算出普朗克常数h.
透射率
光通过任何物质时都会被不同程度地吸收。定义单色光透过一定厚度的物质时的百分透射率为:
其中I0 和I分别是光从该物质的入射和出射光强。
3
光栅光谱仪(单色仪)分光原理
由狭缝S1入射的复色光,经M2变成复色平行光照射到光栅G上,经光栅色散后,不同波长的平行光束以不同的衍射角出射。通过旋转光栅G改变角度,就可使某一波长的光经M3聚焦在出射狭缝S2或S3上,再由S2后面的电光探测器记录该波的波长、光强度等信息,并将数据输入电脑处理。通过S3则可直接观察光谱线。
计算机
光栅
物镜
入射光
旋转镜
光电
倍增管
入射光
衍射光
转台
光栅
之间的关系为:
式中,d 和k 分别是光栅常数和衍射级次。
对同一单色仪, 为确定值。
4
三、实验仪器
WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪
计算机
汞灯、溴钨灯、滤光片
5
四、实验内容
测量汞灯光谱,根据测得波长计算普朗克常数。
以溴钨灯为光源,扫描绿色滤光片的透射率曲线,并测算透射率曲线能量半峰值对应的光谱宽度。
6
五、实验操作指导
7
光入射狭缝
光电倍增管
光谱仪电源
注意:请不要动这三颗狭缝螺丝,已调好。
溴钨灯
溴钨灯电源
汞灯
汞灯电源
光谱仪
光栅光谱仪及待测光源
8
滤光片插入口
光入射狭缝
滤光片插入口
9
电压调至500V
一、打开光谱仪和汞灯电源,光谱仪负高压调至500V;
二、开电脑,打开WGD-3光谱仪软件;
汞灯放置于此
测量汞灯光谱图步骤
汞灯预热几分钟
10

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