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單色儀是一種分光儀器，它經過色散元件的分光作用，把一束復色光合成成它的“單色”組成。單色儀依采用色散元件的不同，可分為棱鏡單色儀和光柵單色儀兩大類。單色儀運用的光譜區很廣，從紫外、可見、近紅外不斷到遠紅外。關于不同的光譜區域，普通需換用不同的棱鏡或光柵。
實驗目的
1.理解棱鏡單色儀的結構原理和運用辦法。 2.對單色儀在可見光區停止定標。
儀器用具
反射式棱鏡單色儀、白熾燈、電源變壓器、汞燈、鈉燈、濾光片。
實驗原理
WDF型反射式棱鏡單色儀光學系統如圖5.7-1，從光源發出的光束平均地照亮入射狹縫1S，1S位于反射準光鏡1M的焦面上，經過1S入射的光束經過1M反射后成為平行光束投向平面反射鏡M，再被反射而進入色散棱鏡P，假如入射光為復色光，則經過棱鏡后即按波長合成為不同折射角的單色平行光束，反射物鏡2M將這些單色平行光束會聚于焦面上構成光譜，位于該焦面上的出射狹縫2S縫寬較小，把譜線限制在一定狹窄的區間內，使只對色散棱鏡構成最小傾向角的光束可以射出。
色散棱鏡P與平面反射鏡M的組合，稱為瓦茲渥斯色散系統(Wadsworth)。
所示，棱鏡P戰爭面反射鏡M裝置在同一轉臺上一齊轉動，轉動的軸就是棱鏡頂角等分面與底邊的交線(經過O，垂直于圖面)。普通地，M上的入射光和經棱鏡折射后的單色平行光之間的夾角?為定值，且有關系式
在瓦茲渥斯色散安裝中，由于M的反射面與棱鏡頂角等分線相垂直，即0
90??，所以0??，因而滿足最小傾向角的光線經過這種色散安裝之后仍平行于原來的入射線，互相之間僅發作一定的平移。這樣轉動轉臺，當?角增大時波長短的單色光能夠射出；當?角減小時波長長的單色光能夠射出。棱鏡轉動的位置有鼓輪刻度標志，因每一鼓輪刻度都和一定的單色光的波長相對應，因此只需有了單色儀的定標曲線——鼓輪刻度與光譜波長之間的對應曲線(又稱色散曲線)就能夠從鼓輪讀數肯定出射光的波長。
WDF型反射式棱鏡單色儀狹縫的工作范圍為03mm?，讀數鼓輪上的刻度每格0.01mm，旋轉讀數鼓輪推進杠桿臂，就能夠使色散系統相關于投影系統旋轉，而在出射狹縫的前方得到不同波長的單色光束的掃描。
單色儀定標曲線的標定是借助于已知線光譜源停止，為了取得較多的點，必需要有一組光源，通常采用汞燈、氫燈、鈉燈、氖燈以及用銅、鐵、鋅做電極的弧光光源等。
本實驗選用高壓汞燈作為已知線光譜的光源，在可見光區域(400.0760.0nm?)停止定標。在可見光波段，高壓汞燈主要譜線的波長和相對光強如表5.7-1。
實驗內容及操作步驟
1.察看入射狹縫和出射狹縫的構造，理解縫寬的調理和讀數辦法，以及狹縫運用留意事項。由于兩個縫的寬度直接影響出射光的強度和單色性，因而實驗過程中應依據需求選擇恰當的縫寬。
2.在入射狹縫前放置汞燈，點亮汞燈映照入射狹縫。為了充沛應用進入單色儀的光能，光源應放置在入射準直系統(1S、1M)的光軸上。
調整的辦法：(1)將入射狹縫和出射狹縫開大，將光源移至1S前半米以外的位置，從出射狹縫處朝單色儀內察看，可看見光源明晰的像，調理光源的位置，使光源的像正好位于2M的中央。(2)使入射狹縫縫寬減小到50m?，在入射狹縫與光源之間參加集聚透鏡，恰當選擇透鏡的焦距和口徑，以使光源既成像于1S上，又可以使其相對孔徑與儀器的相對孔徑(1:7)相同。這樣，既可使出射譜線取得最大的亮度，又減少了儀器內部的雜散光。
調理集聚透鏡的位置，并用一塊毛玻璃置于出射狹縫處，使毛玻璃上呈現的譜線最明晰亮堂。
3.將低倍顯微鏡置于出射狹縫處，對出射狹縫2S的刀口調焦，使顯微鏡視場中察看到的譜線最明晰。為使譜線盡量細銳并有足夠的亮度，應使入射縫1S盡可能小，出射縫2S可恰當大些，依據可見光區汞燈主要譜線波長、顏色、相對強度和譜線間距識別譜線。
4.使顯微鏡的十字叉絲先對準出射狹縫的中心位置，遲緩地轉動鼓輪，直到譜線中心依次對準叉絲時，分別記載鼓輪讀數(L)和與其對應的譜線波長(?)，反復丈量三次，取其均勻值。
5.以譜線波長?為橫坐標，鼓輪讀數L為縱坐標畫曲線，即得單色儀的定標曲線。
表5.7-1 汞燈主要光譜線波長表
實驗留意事項
狹縫是單色儀的精細元件，要特別當心運用，旋轉測微螺旋調整縫寬時，動作要慢，切勿使狹縫的二刀口相碰，即不允許使測微螺旋讀數為小于零。
考慮題
1.假如發現單色儀定標曲線上相關于已知波長?的鼓輪讀數L偏離了L?，能否將原定標曲線平移L?后繼續運用，為什么?
2.證明瓦茲渥斯色散安裝(圖5.7-2)的光束恒傾向特性，即2。
文章鏈接：儀器設備網 https://www.instrumentsinfo.com/technology/show-791.html
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單色儀是一種分光儀器，它經過色散元件的分光作用，把一束復色光合成成它的“單色”組成。單色儀依采用色散元件的不同，可分為棱鏡單色儀和光柵單色儀兩大類。單色儀運用的光譜區很廣，從紫外、可見、近紅外不斷到遠紅外。關于不同的光譜區域，普通需換用不同的棱鏡或光柵。
實驗目的
1.理解棱鏡單色儀的結構原理和運用辦法。 2.對單色儀在可見光區停止定標。
儀器用具
反射式棱鏡單色儀、白熾燈、電源變壓器、汞燈、鈉燈、濾光片。
實驗原理
WDF型反射式棱鏡單色儀光學系統如圖5.7-1，從光源發出的光束平均地照亮入射狹縫1S，1S位于反射準光鏡1M的焦面上，經過1S入射的光束經過1M反射后成為平行光束投向平面反射鏡M，再被反射而進入色散棱鏡P，假如入射光為復色光，則經過棱鏡后即按波長合成為不同折射角的單色平行光束，反射物鏡2M將這些單色平行光束會聚于焦面上構成光譜，位于該焦面上的出射狹縫2S縫寬較小，把譜線限制在一定狹窄的區間內，使只對色散棱鏡構成最小傾向角的光束可以射出。
色散棱鏡P與平面反射鏡M的組合，稱為瓦茲渥斯色散系統(Wadsworth)。
所示，棱鏡P戰爭面反射鏡M裝置在同一轉臺上一齊轉動，轉動的軸就是棱鏡頂角等分面與底邊的交線(經過O，垂直于圖面)。普通地，M上的入射光和經棱鏡折射后的單色平行光之間的夾角?為定值，且有關系式
在瓦茲渥斯色散安裝中，由于M的反射面與棱鏡頂角等分線相垂直，即0
90??，所以0??，因而滿足最小傾向角的光線經過這種色散安裝之后仍平行于原來的入射線，互相之間僅發作一定的平移。這樣轉動轉臺，當?角增大時波長短的單色光能夠射出；當?角減小時波長長的單色光能夠射出。棱鏡轉動的位置有鼓輪刻度標志，因每一鼓輪刻度都和一定的單色光的波長相對應，因此只需有了單色儀的定標曲線——鼓輪刻度與光譜波長之間的對應曲線(又稱色散曲線)就能夠從鼓輪讀數肯定出射光的波長。
WDF型反射式棱鏡單色儀狹縫的工作范圍為03mm?，讀數鼓輪上的刻度每格0.01mm，旋轉讀數鼓輪推進杠桿臂，就能夠使色散系統相關于投影系統旋轉，而在出射狹縫的前方得到不同波長的單色光束的掃描。
單色儀定標曲線的標定是借助于已知線光譜源停止，為了取得較多的點，必需要有一組光源，通常采用汞燈、氫燈、鈉燈、氖燈以及用銅、鐵、鋅做電極的弧光光源等。
本實驗選用高壓汞燈作為已知線光譜的光源，在可見光區域(400.0760.0nm?)停止定標。在可見光波段，高壓汞燈主要譜線的波長和相對光強如表5.7-1。
實驗內容及操作步驟
1.察看入射狹縫和出射狹縫的構造，理解縫寬的調理和讀數辦法，以及狹縫運用留意事項。由于兩個縫的寬度直接影響出射光的強度和單色性，因而實驗過程中應依據需求選擇恰當的縫寬。
2.在入射狹縫前放置汞燈，點亮汞燈映照入射狹縫。為了充沛應用進入單色儀的光能，光源應放置在入射準直系統(1S、1M)的光軸上。
調整的辦法：(1)將入射狹縫和出射狹縫開大，將光源移至1S前半米以外的位置，從出射狹縫處朝單色儀內察看，可看見光源明晰的像，調理光源的位置，使光源的像正好位于2M的中央。(2)使入射狹縫縫寬減小到50m?，在入射狹縫與光源之間參加集聚透鏡，恰當選擇透鏡的焦距和口徑，以使光源既成像于1S上，又可以使其相對孔徑與儀器的相對孔徑(1:7)相同。這樣，既可使出射譜線取得最大的亮度，又減少了儀器內部的雜散光。
調理集聚透鏡的位置，并用一塊毛玻璃置于出射狹縫處，使毛玻璃上呈現的譜線最明晰亮堂。
3.將低倍顯微鏡置于出射狹縫處，對出射狹縫2S的刀口調焦，使顯微鏡視場中察看到的譜線最明晰。為使譜線盡量細銳并有足夠的亮度，應使入射縫1S盡可能小，出射縫2S可恰當大些，依據可見光區汞燈主要譜線波長、顏色、相對強度和譜線間距識別譜線。
4.使顯微鏡的十字叉絲先對準出射狹縫的中心位置，遲緩地轉動鼓輪，直到譜線中心依次對準叉絲時，分別記載鼓輪讀數(L)和與其對應的譜線波長(?)，反復丈量三次，取其均勻值。
5.以譜線波長?為橫坐標，鼓輪讀數L為縱坐標畫曲線，即得單色儀的定標曲線。
表5.7-1 汞燈主要光譜線波長表
實驗留意事項
狹縫是單色儀的精細元件，要特別當心運用，旋轉測微螺旋調整縫寬時，動作要慢，切勿使狹縫的二刀口相碰，即不允許使測微螺旋讀數為小于零。
考慮題
1.假如發現單色儀定標曲線上相關于已知波長?的鼓輪讀數L偏離了L?，能否將原定標曲線平移L?后繼續運用，為什么?
2.證明瓦茲渥斯色散安裝(圖5.7-2)的光束恒傾向特性，即2。
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