文档介绍：光栅光谱仪的使用
学号22
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
.了解光栅光谱仪的工作原理。
.学会使用光栅光谱仪。
般特性。当入射
角①=90°时，衍射强度公式为
/=J(——)'(--)*
廿sinV
光栅衍射强度仍然由单缝衍射因子和多缝衍射因子共同决定，只不过此时
ti=^-(sm^+sin
v=—(sin^+sin阴
衍用中乾槌K
h妹式北杨诺电梅氏〃科
当衍射光与入射光在光栅平面法线同侧时，衍射角。取十号，异侧时取一号。单缝衍射中央主极大的条件是u=0,即sin虫二-sin0或①=9。将此条件代入到多缝干涉因子中，
恰好满足v=0,即0级干涉大条件。这表明单缝衍射中央极大与多缝衍射0级大位置
是重合的(图)，光栅衍射强度大的峰是个波长均不发生散射的0级衍射峰，没有实用价
值。而含有丰富信息的高级衍射峰的强度却非常低。
为了提高信噪比，可以采用锯齿型的反射光栅(又称闪耀光栅)。闪耀光栅的锯齿相当于
平面光栅的“缝”。与平面光栅一样，多缝干涉条件只取决于光栅常数，与锯齿角度、形状
无关。所以当光栅常数及入射角与平面光栅一样时，两者0级极大的角度也一样。闪耀光栅的沟槽斜面相当于单缝，衍射条件与齿面法线有关。，中央极大的衍射方向与入射线对称
于齿面法线N,于是造成衍射极大与0级干涉极大方向不一致。适当调整光栅参数，可以使光栅衍射的某一波长强峰发生在1级或其它高级干涉极大的位置。图是平面光栅和闪耀光栅衍射各级谱线强度示意图。
m=—\zm=Om=1
m=0m-1m=2
S）
两神类型光帽各级谱线强度示意
修平面光栅现闪耀光栅
闪耀光栅是许多光栅光谱仪中采用的色散器件。
3实验步骤
.粗调狭缝宽度。不打开光谱仪控制箱电源，取下入射狭缝前的光源，调节入射狭缝的缝宽，直接观察狭缝宽度的改变。先顺时针调节，观察狭缝宽度逐渐增大，然后减小狭缝
宽度至狭缝刚好完全关闭。后，调节缝宽至约。同样，调节出射狭缝至。注意，出射狭
缝后挂接着光电倍增管，光电倍增管只能接收微弱光强，不可在室内照明强度下使用，因此
实验过程中不可取下光电倍增管。
.寻找狭缝的零点误差。狭缝宽度由微分头调节，存在零点误差，我们可通过实际现象来判断。打开光谱仪电源控制箱和计算机，启动光谱仪软件。将澳鸨灯安装到入射狭缝处（灯的前端接口与狭缝是配套的，可直接挂上），打开澳鸨灯电源，调节电流至大。调节
负高压至300V,设在软件“参数设置”中选择工作模式为“能量”，间隔，工作范围（即起始波长和终止波长）为200-660nm,采集次数为25,其它参数不变。点击菜单“定点”
按钮，弹出的对话框中设置波长（500nm）和扫描时间（60s）,设置后仪器将自动扫描至500nm处连续测量光强，60秒后停止。在扫描过程中，分别调节入射和出射狭缝，可即时看到出射光强的变化。保持出射狭缝不变，减小入射狭缝，使光强刚好减小至零（或小到不变，
光强一般至少小到10以下），此临界位置即为入射狭缝的零点。同样，调节入射狭缝至并
保持不变，逐渐减小出射狭缝，使光强刚好减小至零（或小到不变），此临界位置即为出射
狭缝的零点。记录零点误差。