单色仪的定标.pptVIP

单色仪的定标 实验目的 1.了解棱镜单色仪的结构原理和使用方法。 2.以汞灯的主要谱线为基准，对单色仪在可见光区进行定标。 实验原理 单色仪是一种分光仪器，它通过色散元件的分光作用，把一束复色光分解成它的单色组成。单色仪根据采用色散元件的不同，可分为棱镜单色仪和光栅单色仪两大类。 3.出射聚光系统。由凹面镜M2和出射缝S2组成，它将色散后沿不同方向传播的单色平行光经M2反射后，会聚在M2的焦面，即出射缝S2的平面上，因S2缝宽较小，从S2输出的是波段很窄的光，通常称为单色光． 单色仪能输出不同波长的单色光，是依赖于棱镜台的转动才得实现．棱镜台的位置是由鼓轮刻度标志的，而鼓轮刻度的每一数值都和一定波长的单色光输出相对应。因此必须制作单色仪的鼓轮读数和对应光波波长的关系曲线——定标曲线(又称色散曲线)，一旦鼓轮读数确定，便可从定标曲线上查知输出单色光的中心波长．　 单色仪出厂时，一般都附有定标曲线的数据或图表供查阅，但是经过长期使用或重新装调后，其数据会发生改变，这就需要重新定标，以对原数据进行修正． 　 单色仪定标曲线的定标是借助于波长已知线光谱光源来进行的，本实验选用汞灯作为已知线光谱的光源，在可见光区域(400nm—760 nm)进行定标．在可见光波段，汞灯主要谱线的相对强度和波长如图2及表1所示。 2．在入射缝前放置汞灯，用以照射入射狭缝．为了允分利用进入单色仪的光能，光源应放置在入射准直系统(S1和M1)的光轴上．为此，将入射狭缝和出射狭缝开大，将光源移至S1前半米以外的位置，从出射狭缝处朝单色仪内观察，可看见光源的清晰象，调节光源的位置，使光源的象正好位于M2的中央．使入射缝宽减小到50μm，再在光源与入射缝之间加入聚光透镜．调节聚光透镜的位置，并用一块毛玻璃置于出射狭缝处，使毛玻璃上呈现的谱线最明亮，至此光源已调整完毕． 3．将移测显微镜置于出射狭缝处，对出射狭缝S2的刀口进行调焦，使显微镜视场中观察到的汞谱线最清晰．为使谱线尽量最细锐并有足够的亮度，应使入射缝S1尽可能小，出射缝S2可适当大些．根据可见光区汞灯主要谱线的波长、颜色、相对强度和谱线间距辨认谱线．并选表1中打“*”者为定标谱线． * 实验目的 实验原理 实验仪器 实验内容 思考题 主讲教师:物理与电子工程学院 于永江 单色仪的定标 * * 实验仪器 单色仪 汞灯 移测显微镜 会聚透镜 毛玻璃等 单色仪下方有驱动棱镜台转动的丝杆和读数鼓轮，外侧装有缝宽可调的入射狭缝S1和出射狭缝S2，其光学系统由下列三部分组成： 1.入射准直系统 2.瓦兹渥斯色散系统 3.出射聚光系统。 1.入射准直系统。由入射缝S1和凹面镜Ml组成，因S1固定在M1的焦面上，它使S1发出的入射光束经过M1后成为平行光束． 2.瓦兹渥斯色散系统。由玻璃棱镜P和平面镜M联合组装成一整体，安装在同一转台上，可以绕通过O点垂直于图面的轴线转动。该系统的特点是平行光束通过后，以最小偏向角出射的单色光仍平行于原入射光．即该系统为恒偏向色散装置. 　　　　图１ S1：入射缝 S2：出射狭缝 M1：准直凹面反射镜 M：平面反射镜 M2：聚焦凹面反射镜 　 随着棱镜台绕O轴转动，以最小偏向角通过棱镜的光束的波长也跟着改变，当最小偏向角由小变大时，从S2输出的单色光的波长将依次由长变短． 　 图２汞灯主要谱线的相对强度和波长 颜色 波长（nm） 强度 ? ? 紫色 ? ? ? *404.66 *407.78 410.81 433.92 434.75 *435.84 强 中 弱 弱 中 强 蓝绿色 *491.60 *496.03 强 中 绿色 535.41 536.51 *546.07 567.59 弱 弱 强 弱 黄色 *576.96 *579.07 585.92 589.02 强 强 弱 弱 橙色 *607.26 *612.33 弱 弱 红色 *623.44 中 深红色 *671.62 *690.72 708.19 中 中 弱 表１汞灯主要光谱线波长表 实验内容 1．观察入射狭缝和出射狭缝的结构，了解缝宽的调节和读数以及狭缝使用时的注意事项．因为两个缝的宽度直接影响出射光的强度和单色性，所以必须根据需要适当选择缝宽． 4．使显微镜的十字叉丝对准出射狭缝的中心位置，缓慢地转动鼓轮，直到各谱线中心依次对准显微镜的叉丝时，分别记下鼓轮读数(L)与其所对应的波长(λ)，测量几次，取其平均值。 5．以