文档介绍：光谱的观察与波长的测量
实验目的:
1、了解小型棱镜摄谱仪的结构和使用。
2、初步掌握用小型棱镜摄谱仪,测量波长的方法。
实验仪器:
1、小型棱镜摄谱仪(读谱);2、高压***灯。
实验原理:
复色光经色散系统(如棱镜、光栅)分光后,按波长的大小依次排列的图案,称为光谱。任何物质的原子或分子都能发射光谱和吸收光谱,这是由物质中所含元素的成分、多少和结构决定。每一种元素的原子,经激发后再向低能级跃迁时,可发出包含不同频率(波长)的光,这些光经色散元件即可得到一对应光谱。

一般情况下,棱镜是非线性色散元件,但是在一个较小波长范围内(几个纳米之内),谱线波长差较小,可以认为色散是均匀的,即在空间依次排列的各条谱线所对应的波长大小,与谱线之间的距离有线性关系,如波长为的待测谱线
位于已知波长和谱线之间,如右图所示。
则有: =+/ (-) (1)
式中x和d分别是这三条谱线所对应的距离。该方法俗称为线性插入法。
实验内容及步骤:
用小型棱镜摄谱仪的读谱装置,依次测出高压***灯光谱中的三条相邻的蓝色谱线(、、)的位置,测量6~8次。根据“线性插入法”求出待测波长。
实验数据:
光谱测量原始数据记录(表1)
测量次数
1
2
3
4
5
6
位置坐标(mm)

位置坐标(mm)

位置坐标(mm)

数据处理:
根据原始数据记录(表1)计算出“x”和“d”。列表如下:
表2
测量次数
1
2
3
4
5
6
平均
x(mm)

d(mm)

根据公式(1)计算出待测波长:
=+/(-)
=+×(-)= (nm)
直接测量物理量“x”和“d”不确定度的估算
“x”的A类不确定度为:
“x”的总的不确定度为:

同理:“d”的不确定度为:
的不确定度估算:
根据间接测量的不确定度的传递公式:
得:
相对不确定度为:
的测量结果为:
光谱测量原始数据记录(表1)
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
位置坐标(mm)