第四章单色仪与摄谱仪

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第四章单色仪和摄谱仪,4-1,棱镜的折射和色散,4-2,棱镜单色仪的结构和基本性质,4-3,棱镜单色仪的定标,4-4,光栅单色仪,4-5,光谱仪入射缝的照明系统,1,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,4-1,棱镜的折射和色散,偏向角,（如图所示）,：,通过棱镜的光线的进行方向相对于原来方向发生的,偏折。,2,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,最小偏向角,:,由图有：,由理论证明，当在棱镜内的折射线平行棱镜底边或,时偏向角达到最小值,3,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,棱镜的折射率,当偏向角最小时，,根据折射定律,:,波长相同的各条出射光谱线之间是相互平行的，而,波长不同的各条光谱线之间是不平行的。,4,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,棱镜的色散：,1.,色散现象：由复合光分解成单色光而形成光谱的,现象。由此可以制成单色仪，由单色,仪的分光作用可以测得光源的光谱功,率分布。,2.,产生色散的原因：白光是一种波长不同的复合,光，同一介质对于不同颜色的,光折射率不同。,5,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,4-2,棱镜单色仪的结构和基本性质,棱镜单色仪的结构和光路,:,1.,构造,(,图见下页,),：,入射光准直系统,(,第一准直系统,):S,1,、,M,1,组成,色散系统,:M,起将,M,1,射来的平行光反射到,P,上的作用,出射光系统,(,第二准直系统,):M,2,、,S,2,组成,2.,光路,:,光从,S,1,M,1,平行光M P M,2,S,2,6,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,7,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,光谱仪的基本特性,1 线色散,:,:,表示在 附近,单位波长间隔内的两光线在,谱面上的距离。,由右图知,称为角色散。,8,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,2,.,分辨本领,:,仪器或人眼对两个非常靠近的物体刚,能加以识别的能力。,在无像差的情况下,光充满整个棱镜时,为棱镜色散率,t,为三棱镜底边长,为两条谱线的波长差,9,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,3,.,聚光本领,:,它是描述物镜聚集光通量能力的物理,量,用像面照度,E,来表示。,L,为狭缝处宽度,为光谱系统透射比。,为照度透镜的相对孔径。,10,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,.,单色仪出射光的光谱宽度,为线色散率倒数 为入射缝宽度,为出射缝宽度,减小单色仪入射光的光谱宽度的方法,:,减小两缝的宽度 增大单色仪的线色散,注,:,在缝宽一定的情况下,单色仪在长波区出射光,的光谱宽度大于短波区的光谱宽度。,11,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,4-3,棱镜单色仪的定标,可见光的定标,:,1,.,光源的调整对光,2,.,单色仪色散曲线的标定,:,将出射缝,S,2,开得尽可能小,当人眼恰能看到一,线光时,放入读数显微镜,使十字叉的竖线和缝中心,重合,(,调整好以后,读数显微镜不能动,);,转动鼓轮使,汞的光谱线分别通过竖线,记录每一波长及相应波,长所对应的鼓轮读数,;,最后作鼓轮读数,T,0,和波长,的变化曲线,即为波长定标曲线,12,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,红外、紫外辐射区的定标,:,将人眼观察光的地方改装成对红外或紫外敏感,的光电转换器,进行放大后接上电流表,观察指针的,变化。,对红外灵敏的光电探测器：光导管,对紫外灵敏的光电探测器：石英棱镜光电倍增管,注,:,转动鼓轮时必须向同一个方向转,如若是由红,外光区紫外光区就不能倒转紫外光区红外光区,13,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,4-4,光栅单色仪,概述,:,1.,光栅定义,:,它是由大量的等宽等间距的平行狭缝,的平面玻璃或金属组成的光学系统。,2.,优点,:,不受波长限制,整个光谱区都能用；角色散,大；角色散几乎与波长无关,(,测波长更方便）,分辨本领大。,3.,缺点,:,光谱级次重叠,光谱波长范围不宽,;,存在假,线。,14,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,光栅基本特性,:,1.,角色散,:,光栅常数（,a+b),越小，即单位长度内的狭缝（刻,痕）数目越多，角色散越大。级次高的光谱，色散,也大。,2,.,分辨本领,R,单位长度内,光栅的狭缝数目越多,即,N,越大,各极大,值越细锐,使得靠得很近的同一级两光谱线更容易,分辨。,15,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,4-5,光谱仪入射缝的照明系统,狭缝照明时应满足的条件,:,1,.,让需要的那部分光线进入光谱仪,2,.,进入光谱仪的光线要刚好充满棱镜或光栅,3,.,要均匀的照亮入射缝的全部面积,4,.,狭缝的像要求照度均匀,5,.,照明系统的像差要减小到最低限度,16,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,光谱仪入射缝照明的几种方法,:,1.,光源直线照明入射缝,:,优点：使缝能得到均匀的照明。,17,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,2,.,透镜照明,:,优点：通过透镜的会聚作用，增加入射缝的亮度，即增加进入光谱仪的光通量，使出射缝出射的光谱线的强度增加。,18,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,3,.,球面镜反向照明,优点：无色差。,19,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,结束语,谢谢大家!,20,书山有路勤为径学海无涯苦作舟 专业分享，敬请收藏,