文档介绍:光栅光谱仪实验报告
光栅光谱仪的使用
学 号 2015212822
学生姓名 张家梁 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。
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
1. 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。
2. 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。将溴钨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),打开溴钨灯电源,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。
3. 用钠灯双黄线校正光谱仪。点亮钠灯,使其对准入射狭缝,调节入射狭缝为 ,出射狭缝为 ,工作范围 580-600nm,间隔 ,负高压约 300V,选择寄存器 1)。点击“单程”开始扫描,扫描结束后,如果谱线的最大值小于 200 或者大于 950,则适当增大或减小负高压(以后所有的谱线都要满足这个条件,不再赘述),再次扫描。得到合适的谱线后,用软件的自动或半自动寻峰功能找到两条谱线,并与理论值比较,如果误差超过 1nm,则用软件的修正功能予以修正。
4. 量高压汞灯光谱(入射狭缝为 ,出射狭缝为 ,200-630nm,间隔 ,负高压与钠灯相当,选择寄存器 2),寻峰,记录波长和相对光强。与理论值比较,作标准值-测量值曲线图,并得出光谱仪的波长修正公式;
5. 测量氢(或者氢氘)原子光谱。氢灯灯管很细,注意尽量对准狭缝,负高压预设 600V,如没有谱线,应左右移动氢灯使其对准狭缝再测(分三段测量,650-660nm,480-500nm,380-440nm,间隔 ,分别选择寄存器 3、4、5),寻峰,记录波长和相对光强,由上一步得到的修正公式计算实际的波长和里德伯常数,并与理论值比较;
实验结果数据
1. 出射狭缝的零点:
2. 入射狭缝的零点:-
3. 钠光灯校正光谱仪的波长:
校正前
校正后
:
寻峰所得数据:
:
380nm-440nm:
480nm-500nm:
650nm-660nm:
:
5 数据处理
,作λ理—λ散散点图,拟合并得到曲线公式
6 实验总
结
本次实验作为这学期的第一次实验,难度算一般,唯一的缺点在于本次实验比较