CD光谱仪-物理学科中心.PDFVIP

普通高級中學課程物理學科中心 楊士模老師整理 CD 光譜儀 一、簡介 利用 CD 片上的光柵所造成的繞射現象，觀察光譜。 二、材料 (1) 空紙盒：1個 (2)CD片：1個。 三、操作說明 (1)在盒子上方開一觀察視窗，並在紙盒子的側邊開一個狹縫，使光線進入。 這裡的狹縫做法是剪二條紙片 ，調整接近的距離，再用膠帶固定。 - 1 - 普通高級中學課程物理學科中心 楊士模老師整理 (2)將CD剪成適當的大小，放入盒中， CD和盒底約夾角 60度。讓光源從狹縫 中照入，便可看到彩色的光譜。 因為所要看的是繞射光譜，而不是看從 狹縫來的反射光，所以觀看的路徑不需 依照光反射定律的路徑。 如下圖，CD 片只有上邊用膠帶黏在盒上，下邊不固定，只要輕壓紙盒下方，即 可調整 CD 片的角度，觀察到不同階數的繞射光譜。 左側即為狹縫，右上為觀察視窗。 (3)觀察太陽的光譜，可以見到連續光譜 。因數位相機解析度的問題，所以不能 - 2 - 普通高級中學課程物理學科中心 楊士模老師整理 拍得很清楚，實際上可以看到很清楚的譜線，也可以看到太陽光譜中有些部分 是較暗的，意即某些被吸收， 此為太陽光譜中著名的夫朗和斐線( Fraunhofer lines) 。 (4)觀察 LCD 液晶螢幕，因為發光的方式不同，可以見到不連續的譜線。圖中為 畫面調整為白色時所見到的幾條譜線。 若將畫面調整為紅色，藍色，黃色等不同的顏色，皆可見到其顏色是不同的譜 線所組合成的。 - 3 - 普通高級中學課程物理學科中心 楊士模老師整理 (5)觀察補蚊燈所發出的紫色光線，可見 到紫光是由黃色和藍色的光所組合而成 的。 (6)在瓦斯爐上加熱食鹽結晶，可觀察到食鹽中的鈉燃燒後所產生的黃色譜線。 - 4 - 普通高級中學課程物理學科中心 楊士模老師整理 (7)因限於相機 CCD 對顏色感光的靈敏度，所以拍出來的相片有些模糊，但實際 上只要光譜儀做得好，都可以很容易地區分各種譜線。 若在晚上，還可以觀察各種路燈，水銀燈，霓虹燈的光譜，非常漂亮。 (8)網路上還有已經畫好的小型自製光譜儀，只要將之印出來，再裁切黏貼，即 可做成小型光譜儀，如下圖。 /~awschwab/specweb.htm 四、原理： 因 CD 片上的資料刻痕寬度和光波長相似，所以可以形成光柵繞射。 五、注意事項： (1)狹縫越小，解析度越好，但是入射光量就變少，需視實際情況自行調整。 (2)不要直接觀察太陽光。 (3)為防止狹縫以外的雜光影響觀察，可在觀察視窗上黏上黑色遮光紙筒，如下 圖。 - 5 - 普通高級中學課程物理學科中心 楊士模老師整理 六、延伸學習： 關鍵字： 「spectrometer 」「CD spectroscope 」「spectroscope 」 - 6 -