浅析汞灯的光谱

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摘要：我们实验室中常用的是高压汞灯，汞光低压汞光光谱和高压汞光光谱略有不同，本文重点介绍了低压汞灯和高压汞灯的几点区别。

关键词：低压汞灯 高压汞灯 光源光谱 实验小结

正文:

很多光源发出的光是由多种不同颜色（波长）的光组成的。通过仪器我们可以将这些不同波长的光分开，形成“光谱”。气体原子的发光机理来源于电子在原子内部能级间的跃迁，固体发光还和固体的能带结构有关，所以对物质发光光谱的研究将有助于我们认识发光物质的微观性质。不同元素的原子有着自己特有的光谱特征，通过对光谱研究也可以帮助我们分析物质的组成成分。现代光谱分析技术是物理、化学、材料学、天文学、考古学等研究中不可缺少的手段。

最早的光谱分光（色散）原件是三棱镜。1666年牛顿用三棱镜得知太阳的白光光谱是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫依次排列的光带组成的。光栅是另一种常用色散原件。1859年吉尔霍夫用平行光管、三棱镜及望远镜构成了最早的棱镜光谱仪、光栅光谱仪。

从波动学的观点来看，光是一种电磁波。电磁波可以按其频率或波长排列成波谱，我们通常所说的光是指复色光，是由很多种波长不同的单色光组成的，它包含了从短波 射线到长波无线电波的一个广大的范围。人眼可以感受到的光（通常称可见光）只占其中很窄的一个谱带，通常认为波长（在真空中）,或者等价的表示为频率。在可见光范围内，随着波长从小到大，所引起的视觉颜色也逐渐从紫色转变到红色。一般我们研究的光学波段，除可见光外，还包括波长小于紫光的紫外线和波长大于红光的红外线，其波长范围大致从。

在第一个实验“棱镜光谱和光栅光谱”的测量中，我们测量低压汞灯的光谱。我们可以看到视野中观察到的依次为淡紫色，明紫色，绿色，黄色，黄色的条纹。通过测量和查阅相关资料知道，标准波长分别为：404.7nm, 435.8nm,546.0nm,577.0nm,579.7。在第三个实验“光栅光谱仪测量光谱”中，我们看到汞光的可见光分布也是这五个波长。在书中所给出的数据中，低压汞灯产生的波长有一个491.9nm，无论是在分光计中还是在光栅光谱测量仪中都没有观察到这条谱线。我们使用的汞灯并非低压汞灯而是高压汞灯。

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实验22汞原子谱线波长的测定

一、实验内容与数据处理

1.分光计调整

（1）调整望远镜目镜，透过目镜看到清晰的目镜镜筒中分划板上黑色十字叉丝；

（2）调节目镜和物镜的距离，通过目镜看到清晰的从小镜子上反射回来的绿色十字叉丝像；使反射回来的十字叉丝像位于目镜的分划板十字的上横刻线处；使望远镜光轴垂直于载物台旋转主轴；

（3）调节平行光管光轴垂直于载物台旋转主轴，调节平行光管狭缝平面与平行光管透镜间的距离，用已调整到无穷远的望远镜来判别平行光管出来的是否是平行光；

2.检查光栅平面与入射光线垂直程度。

3.观察低压汞灯光谱线。

4.测量汞灯紫色谱线，绿色谱线和黄色双谱线的波长。

二、分析与讨论

1.在调整分光计时，如果没有达到要求就会出现一下两种情况：⑴若载物台平面与分光计中心轴垂直，而与望远镜光轴不垂直，则当转动载物台时，无论哪个反射面对准望远镜，在望远镜中看到的叉丝像总是偏上或总是偏下。⑵若望远镜光轴与分光计中心轴垂直，而载物台平面不垂直，则当转动载物台，使一个反射面正对望远镜时若叉丝像偏下；转过180°，使另一个反射面正对望远镜，叉丝像必偏上。这时可以调整载物台调整螺母a、b、c中任选两个。

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近代物理实验报告

使用光学多道测量光谱

学    院         

班    级                 

姓    名                   

学    号                   

时    间      2013年10月21日     

使用光学多道测量光谱

【摘要】本实验通过了解OMA的组成及工作原理，学习使用OMA分析光谱的方法，了解计算机在数据采集、分析处理中的应用。利用汞灯对光学多道分析仪进行定标，能够用仪器测出Na灯和氢氘灯谱线波长。本实验由于可以直接从电脑上读出，非常方便。

【引言】 光谱学是光学的一个分支学科，主要研究各种物质光谱的产生及其同物质之间的相互作用。各种光由于产生条件的不同，它们的光谱都具有各自的特征。通过对光谱的研究人们可以得到：原子、分子等的能级结构、能级寿命、电子组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面的信息。 

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实验报告

一、         实验名称：物质的吸收光谱——分光光度法测定铁

二、         实验目的：

1.         了解物质的分子吸收光谱及其测定方法。初步了解比尔定理所反映的物质吸光度与浓度的关系。

2.         学习分光光度计的使用和分光光度法测定的基本操作，测量溶液在不同波长处的吸光度。

3.         学习实验数据的列表与绘图方法，绘制吸收曲线。

三、         实验原理：

1.         各种物质分子各自对某些特定波长的光发生强的选择性吸收，形成各有特征的吸收光谱。测量物质对不同波长光的选择性吸收，可以绘出其吸收程度随波长变化的关系曲线，称作吸收曲线或吸收光谱。吸收光谱反映了被测物质的分子特性，可用以鉴别物质。

2.         在特定波长下测量物质对光吸收的程度（吸光度A）与物质浓度之间的关系，可以进行定量测定。这一吸光度与浓度的关系可用光的吸收定律即比尔（Beer）定律来表述：

A=lg(1/T)=lg(I₀ /I)=εbc

式中A为吸光度，T为透光率，I0为入射光的强度，I为物质吸收后的透射光强度，ε为摩尔吸光系数，b为吸光光程（透光液层的厚度），c为溶液中物质的物质的量浓度。当实验在同一条件下进行，入射光、吸光系数和液层厚度不变时，吸光度只随溶液的浓度变化，从而可以简单表达为A=KC。

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                        使用光学多道测量光谱

                         物理082    李春宇   08180240

摘要:  利用光学多道分析系统，在已知光谱的情况下，分析可见光区的Hg的特征谱线，采用Hg的404nm和579nm进行线性定标，然后得到道数与波长的转换关系。然后利用所得到的道数与波长的转换关系，通过纳光的光谱来测量纳光的波长。在此基础上，通过实验了解光栅光谱仪的组成及工作原理，掌握光栅光谱仪分析光谱的方法。

关键词：光学多道   光谱   道数   特征谱线

引言： 光学多道光谱仪是采用电子技术和光学技术相结合的方法研制成功的, 较传统的光

谱仪在技术上有很大的改进且应用方便。一般的光谱仪都是用棱镜或光栅等其它光学元件组成, 在光谱的焦平面上开一道狭逢让某一波长的光通过并用能量计测量其能量, 每次只能测量单个波长的光, 应用很不方便且准确度不高。光学多道光谱仪较一般的单色仪优越得多, 每次能测量很多非连续或连续波段的光谱且能准确地读出各光谱的波长值和相对强度值; 测量的光谱带宽可以从真空紫外到远红外。

CCD 具有尺寸小、重量轻、功耗小、线性好、噪声低、动态范围大、光谱响应范围宽、寿命长、实时传输和自扫描等一系列优点,使得它的应用越来越广泛。由CCD、光栅光谱仪和微机数据采集系统组成的测量系统具有对光谱信息快速采样、存储、传输和数据处理等功能,从而使光谱的测量数字化,在光谱测量领域的应用将会越来越广泛。

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华南师范大学实验报告

学生姓名                              学      号                              

专    业       化学                   年级、班级                              

        课程名称       物理实验               实验项目    用透射光栅测光波波长       

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（实验报告）

使用光学多道测量光谱

【摘要】

    传统光谱仪的色散元件为棱镜和光栅，测量结果的准确性不高。随着时间的发展，光谱仪的概念也在发展、变化。本实验我们采用光学多道仪来测量未知光的光谱，可以直接从电脑上读出，非常方便。利用已知Hg光的特征谱线的波长进行定标，然后利用所得的道数和波长的转换关系，测量钠光谱线的波长。通过本实验，我们能了解到另一种测量光谱波长的实验方法，并能掌握光栅光谱仪的使用以及其中的一些原理和方法。

【关键词】

光谱测量、定标、电荷耦合器件（CCD）、光学多通道分析器（OMA）。

【引言】

传统的光谱测量技术由于受到光谱分辨率、灵敏度、时间、分析速度的限制，已经不再适应科学技术的发展和应用的需要。20世纪60年代激光科学特别是可调谐激光技术的发展，新型光谱探测元件及探测技术的发展，光电二极管自校准技术和微弱光谱信息的接收技术和处理技术以及微处理机的应用，使得光谱测量技术的发展产生了一个革命性的变化，进入了一个新的发展时期。传统的摄谱仪、光电分光光度计等光谱仪已经逐渐被光学多道分析仪OMA所取代。OMA是近十几年出现的采用光子探测器(CCD)和计算机控制的新型光谱分析仪器，它集信息采集、处理、存储等功能于一体。

由于OMA不再使用感光乳胶，避免和省去了暗室处理以及之后的一系列繁琐处理、测量工作，使传统的光谱技术发生了根本的改变，大大改善了工作条件，提高了工作效率；使用OMA分析光谱，测量准确迅速、方便，且灵敏度高、响应时间快、光谱分辨率高，测量结果可立即从显示屏上读出或由打印机、绘图仪输出。目前，它已被广泛使用于几乎所有的光谱测量、分析及研究工作中，特别适应于对微弱信号、瞬变信号的检测。

【正文】

CCD工作原理

CCD是一种用耦合方式传输电荷量并用电荷量来表示光强大小的器件。它具有自动扫描，光谱范围宽，动态范围大，体积小，功耗低，寿命长，可靠性高等优点。将CCD一维线阵放在光谱面上，一次曝光就可获得整个光谱。

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