棱镜摄谱仪.docx

近代物理实验题目:棱镜摄谱仪的使用和光谱分析学院:XX学院专业:物理学学生姓名:啪啪啪学号:啪啪啪啪啪完成时间:201X年X月18日棱镜摄谱仪的使用和光谱分析啪啪啪()摘要:使用棱镜摄谱仪测定了汞灯与氢氘灯的光谱,并以汞灯光谱各谱线位置与其波长的关系进行拟合,计算了氢氘灯光谱各谱线的波长。线性拟合汞灯谱线位置和其波长,,,;多项式拟合汞灯谱线位置和其波长,,,;计算结果较为准确,基本处于可见光的光谱范围内。该实验使得将来能继续通过对光谱的研究,得到原子、分子等的能级结构、电子组态、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构知识。关键词:棱镜摄谱仪;汞灯;氢氘灯;1引言各种元素的光谱的谱线对应的波长是确定的,由于原子能级间的跃迁决定的。谱线在光谱中的位置可以事先测定,因此只要对待测物质所发出的光进行测定,通过对光谱的研究,人们可以得到原子、分子等的能级结构、电子组态、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的知识[WarrenDW,pactprismspectrographsuitableforbroadbandspectralsurveyswitharraydetectors:,127,728[P].1992-7-7.-][WarrenDW,HackwellJA,pactprismspectrographsbasedonaplanaticprinciples[J].OpticalEngineering,1997,36(4):1174-1182.][[M].CambridgeUniversityPress,2009.]。发射光谱可以分为三种不同类别的光谱:线状光谱、带状光谱、连续光谱。线状光谱主要产生于原子,带状光谱主要产生于分子,连续光谱则主要产生于白炽的固体或气体放电。因此,本次实验采用棱镜摄谱仪来摄取光线,将利用棱镜对不同波长的光有不同折射率的性质来分析光谱。由于光谱分析具有较高的灵敏度及准确度,因此在科学研究中有着重要的应用。2实验方案本次实验所用的是可见光范围内的小型棱镜摄谱仪,S为光源,L为透镜,使S发出的发散光会聚后均匀照亮狭缝,S1为狭缝,以控制入射光的宽度;L1的焦距位于S1,这样可以产生平行光,经棱镜折射后再由L2和L3会聚到照相底板F。棱镜摄谱仪的具体结构如图1所示。图1棱镜摄谱仪的具体结构棱镜摄谱仪对不同波长的光的色散原理如图2所示。图2棱镜摄谱仪的色散原理因此首先调节光具共轴,将光源S(首先是汞灯)置于准直物镜L1的光轴上在光源与狭缝S1之间加入聚光照明透镜L,调节透镜L的位置,使光源清晰成像在入射缝上。若更换光源,只能调整光源的位置,而透镜L的位置不应变动,以保证光源始终处在准直物镜L1的光轴上。再调节狭缝S1大小以及透镜位置,使的观察到的光线细且亮。摇鼓轮使得叉丝与各色谱线重合,分别记录各色谱线对应的读数显微镜的读数xi,同时重复进行多次测量以减少误差。将汞灯换成氢氘灯,以同样的方法,记录氢