用分光计研究汞灯光谱学习教案

1、会计学1用分光计研究汞灯用分光计研究汞灯(n dn)光谱光谱第一页，共31页。 衍射光栅是利用衍射光栅是利用(lyng)(lyng)光的衍射原理使光波发生色散的光学光的衍射原理使光波发生色散的光学元件。以衍射光栅为色散元件组成摄谱仪或单色仪是物质光谱分析的基本仪元件。以衍射光栅为色散元件组成摄谱仪或单色仪是物质光谱分析的基本仪器之一，在研究谱线结构，特征谱线的波长和强度；特别是在研究物质结构器之一，在研究谱线结构，特征谱线的波长和强度；特别是在研究物质结构和对元素作定性与定量的分析中有极其广泛的应用。和对元素作定性与定量的分析中有极其广泛的应用。 分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。

2、光学中的许多基本分光计是精确测定光线偏转角的仪器，也称测角仪。光学中的许多基本量如波长，折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角，因而利用量如波长，折射率等都可以直接或间接地表现为光线的偏转角，因而利用(lyng)(lyng)它可测量波长，折射率等，此外还能精确的测量光学平面间的夹它可测量波长，折射率等，此外还能精确的测量光学平面间的夹角。许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度仪、单色仪等）的角。许多光学仪器（棱镜光谱仪、光栅光谱仪、分光光度仪、单色仪等）的基本结构也是以它为基础的，所以分光计是光学实验中的基本仪器之一。基本结构也是以它为基础的，所以分光计是光学实验中的基本仪器之一

3、。 使用分光计时必须经过一系列精细的调整。分光计的调整方法对一般光使用分光计时必须经过一系列精细的调整。分光计的调整方法对一般光学仪器的调整也有一定的通用性，因此学习分光计的调整方法也是使用光学学仪器的调整也有一定的通用性，因此学习分光计的调整方法也是使用光学仪器的一种基本训练。仪器的一种基本训练。 实验实验(shyn)简介简介第1页/共31页第二页，共31页。第2页/共31页第三页，共31页。光栅光栅-是一排密集、均匀是一排密集、均匀(jnyn)(jnyn)而又平行而又平行的狭缝。的狭缝。衍射衍射(ynsh)(ynsh)光栅光栅 ( (透射光栅透射光栅) )机制光栅机制光栅：在玻璃片上刻划出

4、一系列平行等距的划痕：在玻璃片上刻划出一系列平行等距的划痕, ,刻过的地方不透光，未刻地方透光。刻过的地方不透光，未刻地方透光。全息光栅全息光栅：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在干板：通过全息照相，将激光产生的干涉条纹在干板上曝光，经显影定影制成全息光栅。上曝光，经显影定影制成全息光栅。第3页/共31页第四页，共31页。透光缝宽度透光缝宽度(kund) a(kund) a不透光缝宽度不透光缝宽度(kund) b(kund) bbadf第4页/共31页第五页，共31页。根据波动根据波动(bdng)(bdng)光学理论，当单色平行光垂直照射在光光学理论，当单色平行光垂直照射在光栅面上时，将产生

5、夫琅和费衍射现象，产生明条纹的条件为栅面上时，将产生夫琅和费衍射现象，产生明条纹的条件为 dsin dsink =k k= 0, k =k k= 0, 1, 1, 2,2, d- d-光栅常数光栅常数(chngsh) (chngsh) k-k-第级衍第级衍射角射角 -入射光波长入射光波长 K- K- 明纹的级次。明纹的级次。badf 如果用会聚透镜将衍射后的如果用会聚透镜将衍射后的平行光会聚起来平行光会聚起来, ,透镜后焦面上将出透镜后焦面上将出现一系列亮线现一系列亮线-谱线谱线. . 在在 =0=0的方向上可以观察到的方向上可以观察到零级谱线零级谱线, , 其他级数的谱线对称分其他级数的谱线

6、对称分布在零级两侧布在零级两侧第5页/共31页第六页，共31页。如果如果(rgu)(rgu)已知光栅常数已知光栅常数d d，用分光计测出，用分光计测出k k级谱线对应的衍射角级谱线对应的衍射角k k，则可求出该谱线对应的入射，则可求出该谱线对应的入射光波长光波长; ;若已知入射光的波长若已知入射光的波长, ,则反过来可求光栅则反过来可求光栅常数常数d d 。第6页/共31页第七页，共31页。第7页/共31页第八页，共31页。分光计介绍分光计介绍(jisho)第8页/共31页第九页，共31页。 分分光光计计第9页/共31页第十页，共31页。目镜调焦目镜调焦物镜调焦物镜调焦物镜调焦物镜调焦物镜调焦

7、物镜调焦紧固螺钉紧固螺钉调焦调焦紧固螺钉紧固螺钉平行光管调焦平行光管调焦望远镜望远镜倾斜调节倾斜调节望远镜望远镜水平微动水平微动望远镜紧固望远镜紧固望远镜和度盘之间紧固望远镜和度盘之间紧固(此螺钉轴对称处此螺钉轴对称处)载物台调节载物台调节载物台游标载物台游标 盘紧固盘紧固平行光平行光管管倾斜调倾斜调节节第10页/共31页第十一页，共31页。平平面面( (p pn ng gm mi in n) )反反射射镜镜第11页/共31页第十二页，共31页。低低压压(d(dyy)汞汞灯灯第12页/共31页第十三页，共31页。第13页/共31页第十四页，共31页。实验实验(shyn)内内容容第14页/共31

8、页第十五页，共31页。 调节望远镜俯仰调节螺钉调节望远镜俯仰调节螺钉 平行光管俯仰调节螺钉平行光管俯仰调节螺钉望远镜支架望远镜支架平行光管水平调节螺钉平行光管水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉望远镜水平调节螺钉 松开望远镜锁紧螺钉松开望远镜锁紧螺钉 松开松开游标盘锁紧螺钉游标盘锁紧螺钉锁紧锁紧载物台升降锁紧螺钉载物台升降锁紧螺钉调节调节载物盘水平调节螺钉载物盘水平调节螺钉 移动底座第15页/共31页第十六页，共31页。平面镜两侧面的反射像分别位于平面镜两侧面的反射像分别位于和时，只需调节望远镜时，只需调节望远镜的俯仰调节螺钉的俯仰调节螺钉dd平面镜两侧面的反射像同时位于平面镜两侧面的反射像同时位于

9、或时，只需调节载物盘时，只需调节载物盘的水平调节螺钉的水平调节螺钉dd第16页/共31页第十七页，共31页。旋转目镜调节鼓轮 叉丝像分划板视场透光窗 反射像伸缩目镜筒 第17页/共31页第十八页，共31页。俯视侧视转动载物台或望远镜调节望远镜俯仰或载物盘水平调节螺钉第18页/共31页第十九页，共31页。放置平面镜 拨动游标盘 调节载物盘水平调节螺钉或望远镜俯仰调节螺钉 第19页/共31页第二十页，共31页。d调节载物盘水平调节螺钉调节载物盘水平调节螺钉d/2调节望远镜俯仰调节螺钉调节望远镜俯仰调节螺钉 第20页/共31页第二十一页，共31页。第21页/共31页第二十二页，共31页。狭缝 锁紧螺

10、钉俯仰调节螺钉松开狭缝锁紧螺钉松开狭缝锁紧螺钉前后移动狭缝前后移动狭缝 转动狭缝转动狭缝调节平行光管俯仰调节螺钉调节平行光管俯仰调节螺钉 转动狭缝转动狭缝锁住狭缝锁紧螺锁住狭缝锁紧螺钉钉 第22页/共31页第二十三页，共31页。V1 1V2 2V3 3二、调节二、调节(tioji)光栅光栅平行光垂直照射光栅表平行光垂直照射光栅表面：调节面：调节V1V1、V3V3使光栅使光栅反射回来的叉丝像和叉反射回来的叉丝像和叉丝重合丝重合光栅刻痕与仪器转轴、光栅刻痕与仪器转轴、狭缝平行：转动望远镜狭缝平行：转动望远镜观察观察(gunch)(gunch)零级零级谱线两侧的一级或二级谱线两侧的一级或二级谱线，调

11、节谱线，调节V2V2并稍微旋并稍微旋转狭缝，使两侧谱线均转狭缝，使两侧谱线均与叉丝的中心横线垂直与叉丝的中心横线垂直，并上下对称，并上下对称第23页/共31页第二十四页，共31页。主刻度盘游标盘游标窗口233 13 第24页/共31页第二十五页，共31页。 刻度盘分为刻度盘分为360360, ,最小刻度为半度最小刻度为半度(30(30），小于），小于半度则利用游标半度则利用游标(yubio)(yubio)读数。游标读数。游标(yubio)(yubio)上刻有上刻有3030小格，与刻度盘上小格，与刻度盘上2929个小分格等长，故刻度个小分格等长，故刻度盘上盘上1 1小格与游标小格与游标(yubio)(yubio)上上1 1小格之差为小格之差为11，因，因此该游标此该游标(yubio)(yubio)的分度值为的分度值为11。 第25页/共31页第二十六页，共31页。实验实验(shyn)数据（汞灯光谱数据（汞灯光谱分析）分析）1数据记录自拟数据记录表格。测出汞灯各谱线的k =1、 2的衍射角，计算(j sun)各谱线波长及百分误差。第26页/共31页第二十七页，共31页。表表2 2：汞灯光谱：汞灯光谱(gungp)(gungp)的的研究研究光谱光谱衍射衍射-1级级衍射衍射+1级级左端读左