光栅光谱仪实验报告

得分教师签名批改日期课程编号深圳大学实验报告课程名称：实验名称：学院：指导教师：报告人：大学物理实验（二）光栅光谱仪组号：学号实验地点实验时间：提交时间：年月日1

一、实验目的1.了解光栅光谱仪的工作原理；2.学会使用光栅光谱仪。二、实验原理光栅光谱仪光栅光谱仪结构如图所示。光栅光谱仪的色散元件为闪耀光栅。入射狭缝和出射狭缝分别在两个球面镜的焦平面上，因此入射狭缝的光经过球面镜后成为平行光入射到光栅上，衍射光经后球面镜后聚焦在出射狭缝上。光栅可在步进电机控制下旋转，从而改变入射角度和终聚焦到出射狭缝处光线的波长。控制入射光源的波长范围，确保衍射光无级次重叠，可通过控制光栅的角度唯一确定出射光的波长。光谱仪的光探测器可以有光电管、光电倍增管、硅光电管、热释电器件和CCCD等多种，经过光栅衍射后，到达出射狭缝的光强一般都比较弱，因此本仪器采用光电倍增管和CCD来接收出射光。2

四、实验内容：1.实验设置1.1将汞灯下端铜柱对准入射狭缝下的铜柱保证高度一致。1.2将出射狭缝调节至0.1mm，将入射狭缝调节致0.4mm。1.3确保电控箱的负高压旋钮逆时针旋至最小值。注意：如果接收系统为光电倍增管，则，一定不要在光电倍增管加有电源和高压的情况下，暴露于自然光或任何强光下，否则将使倍增管寿命减小、灵敏度降低，甚至损坏倍增管。2、开机与系统复位确认光谱仪已经正确连接并打开电源。执行光栅光谱仪的操作程序。若光出现图1画面，请检查电控箱电源开关与USB接线，确认开关打开接线正常，后单击“确定”按钮，出现图2画面，提示进行系统复位。根据提示，按“确定”按钮，即进入仪器系统复位。等待约5-7分钟图1图2

3.1将负高压调节至240左右，点击光谱扫描。3.2扫描完成后，点击峰值检索，系统将当前图谱中一定范围内的峰值检索出来。3.3在对话框中输入系统值与实际波长值的差值，点击确定即可。参数调节：0.1nm，波长400~600nm，增益调至3系统操作-波长校正4、钨灯谱线测量4.1将钨灯放置在入射狭缝处，将负高压调节至240~260左右，点击光谱扫描。4.2扫描完成后，点击数据处理，点击检索数据，数据列表，然后右键复制所有数据（指读当前图谱文件所有的强度数据检索并将结果显示出来），导入至EXL中。4.3保存文件后装入玻璃片，然后重复4.1和4.2步骤。参数调节：1nm，波长200~660nm，增益调至25、退出系统与关机5.1当系统测试结束后，将入射狭缝调节至0.1mm左右，将电控箱的负高压旋钮逆时针旋至最小值。点击菜单栏中文“件退出系统”，按照提示关闭电源退出仪器操作系统。

五、数据记录：这是部分数据记录：六、数据处理以下为数据处理后的折线图（X轴为波长，Y轴为测量值）5

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有无玻璃片的对比350300250200150100500190290390490590690用七、结果陈述：相比于标准值的图像，我的图像有着明显误差但是趋势大致类似八、实验总结与思考题实验总结:了解了光栅光谱仪的使用，及时完成这次实验，增加Excel的数据处理能力思考题：1.查找相关资料，阐述光谱定性分析的基本原理，说明光谱定性分析的过程。光谱定性分析的基本原理：通过光谱的研究，人们可以得到原子、分子等的能级结构、电子的组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的信息。与此同时，光谱学方法应用在获取物质组成方面的信息，为化学分析提供了多种重要的定性与定量的分析方法。光谱分析一般可依据物质与光的相互作用产生的光谱的特征来定，不同光谱特征有很大差异。原子光谱由于属于线光谱，每种原子都有其独特的C谱，犹如人们的“指纹”一样各不相同。它们按一定规律形成若干光谱线系，原光谱线系的性质与原子结构是紧密相联的，是研究：原子结构的重要依据。每一种元素都有它特有的标识谱线，把某种物质所生成的明线光谱和已知元素的标识谱线行比较就可以知道这些物质是由哪些元素组成的。因此，可直接依据其特征谱线波长来定性，如原子发射光谱即可依据某元素的特征波长判断是否为该元素，对于子吸收光谱由于通常是单元素分析，且光源即为待测元素灯，因此，一般不采用子吸收一般根据其光谱光谱的形状除了多个因素的影响，性不明显，单独用光谱定性分光谱来定性。而分子光谱属于连续光谱，的形状以及某些征峰来定性，但由于分子与物质的分子本身结构有关，还受其它-某些分子光谱，如紫外可见吸收光谱特征于定性往往有一定的困难。析的过程:①能源提供能量；②能量与被用；③产生被检测讯号。测物质相互作2.设计外部入射光路，能够接收并扫描太阳光的光7

谱。指导教师批阅意见：成绩评定：