光纤光谱仪 预习实验报告.docx

光纤光谱仪 预习报告1一、实验原理被测光与光纤耦合，被传输到光谱仪的入射接口1通过固定狭缝2照射到准直器4上。光经准直器之后形成平行光照射到反射平面光栅5上，经过光栅色散分开的光照射到聚焦镜6经聚焦镜反射的光被探测器聚光透镜汇聚，被线阵CCD 8 接受，转变为电信号输送到计算机显示，完成光谱的测量。衍射光栅：由等间距的平行密集刻线构成的光学元件，能将入射到光栅上的复色光按照波长的不同进行色散再经成像镜聚焦而形成光谱一束波长为的单色光以 入射到光栅上，光栅方程可以表示为： d(sin +sin ) = m（其中d为光栅常数，是相邻量反射面等价位置之间的距离、 为衍射角、m 为衍射级数， m= 0,1,2）如果入射光为复色光，对于不同波长的光，即使入射角相同，除零级衍射 线之外的谱线，不同波长的光经过光栅色散后，其满足衍射条件的衍射角 不同，波长越长， 衍射角越大，即不同波长的光会按照波长大小的不同而依次分开。 二、思考题：1. 光谱仪核心元件和作用答：（1）衍射光栅能将入射到光栅上的复色光按照波长的不同进行色散，再经成像镜聚焦而形成光谱。（2）探测器测量光强度2. 测量液体吸收光谱对液体有何要求答：（1） 不存在散射（因为实际测量的是透射光强，忽略反射和散射，认为吸收强度等于入射光强度和透射光强度之差，所以存在散射会引起较大误差）（2） 多次重复测量时，要注意保持液体浓度和温度不变。3. 液体的吸收存在临界波长，波长小于某个波长时，吸收强度急剧增大，说明原因。答：Ai=S-DeA+D，则可以看出吸收光强随着入射光强增加而增加，推测原因是当吸收光强增大，本底光强也在不断增加，会存在峰值（或者入射光热效应改变了溶液温度等物理性质，会导致吸光度的改变，使吸收强度不再是简单的规律性变化）4. 吸收光谱和透射光谱测量时候对入射光有什么要求？激光灯和汞灯是否可以作为入射光源答：暗光源不可以，激光穿透性过强，汞灯可以作为入射光源三、设计实验记录表1.测量汞灯光谱，将测量值与标准值进行比较，确定单色仪的测量精度紫光(nm)蓝光(nm)蓝绿(nm)黄色(nm)红色(nm)暗红(nm)标准值404.7407.7435.8491.6546.1576.96579.0623.4690.7测量值2.液体吸光光谱的测量S（入射光强）D（本底暗光光强）AI（吸收光强）A=log10S-DAI-D（吸光度）1233.滤光片透过率的测量S（入射光强）D（本底暗光光强）TI（透射光强）T=T1-DS-D*100%（透过率）1234.反射率的测量S（入射光强）D（本底暗光光强）RI（反射光强）Rf=R1-DS-D*100%（反射率）123