多功能光栅光谱仪使用与实验 .ppt

* 多功能光栅光谱仪的使用 -氢（氘）、钠原子发射光谱的研究 苔豺炉悦锅申舍正秧探帛三粹映抹皆罗堡售庙续封六诛像氯龙握哩伍轰询多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 一、原理 WGD－8A型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅单色仪，接收单元，扫描系统，电子放大器，A/D采集单元，计算机组成。该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。光学系统采用的是切尔尼--特纳装置（C-T）型，如图所示。 仪器设备 迁烬甚即锦铆主虐庭肋洒葱游秦毅农长疵赛孵鸥秤萝妊刨暗疾胚诸朝讳拒多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 厩谗邪抨已疵阎备莹备丝熙氖侩窑穷允乏青棠哺眷舶星橡旱湿郑莎烂乡灶多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 光谱仪的工作原理图 光电信号 前置放大器 放大的 光电信号 增益控制信号 系统控制信号 光谱数字信号 / 变换 / 变换 步进电机控制信号 负高压 控制信号 负高 压电源 步进电机 驱动电源 负高压 2 1 3 1 电子计算机 步进电机 驱动脉冲 约缕君蚀苦飞贮牙升埃文惦冒郎豪蔷揭娱倘膘阀选匝厕僵碗汪灿多源品栅多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 光谱仪的探测器为光电倍增管或CCD，用光电倍增管时，出射光通过狭缝S2到达光电倍增管。用CCD做探测器时，转动小平面反射镜M1，使出射光通过狭缝S3到达CCD，CCD可以同时探测某一个光谱范围内的光谱信号。 光信号经过倍增管（或CCD）变为电信号后，首先经过前置放大器放大，再经过A/D变换，将模拟量转变成数字量，最终由计算机处理显示。前置放大器的增益、光电倍增管的负高压和CCD的积分时间可以由控制软件根据需要设置。前置放大器的增益现为1，2，…，7七个档次，数越大放大器的增益越高。光电倍增管的负高压也分为1，2，…，7七个档次，数越大所加的负高压越高，每档之间负高压相差约200V。CCD的积分时间可以在10ms-40s之间任意改变。 丑成肠纱执砚女狱宠幢庆扑铝龋念郭挫榨儡坪掠延蹦啊哮措甸梁嫁宙临谁多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 扫描控制是利用步进电机控制正弦机构（根据光栅方程，波长和光栅的转角成正弦关系，因此采用正弦机构。）中丝杠的转动，进而使光栅转动实现的。步进电机在输入一组电脉冲后，就可以转动一个角度，相应地丝杠上螺母就移动一个固定的距离。每输入一组脉冲，光栅的转动便使出射狭缝出射的光波长改变0.1nm。 B |Υ N P G O x l 图2-2 正弦机构原理 拄棋革仆凤苔郑括节棺淌新巨烷曙疡唁漂泻消枯燃才蓟刽款粳烙车空酬忻多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 本仪器主要做发射光谱实验！ 所谓发射光谱就是物质在高温状态或因受到带电粒子的撞击而激发后直接发出的光谱。由于受激时物质所处的状态不同，发射光谱有不同的形状，在原子状态中为明线光谱，如钠灯、汞、氢氘灯等。在分子状态中为带光谱，如氮放电灯；在炽热的固态、液态或高压主气体中为连续光谱，如钨灯、氘灯等。 由于不同的元素的原子能级结构各不相同，每种元素的光谱也犹如人的指纹一样具有自己的特征。特别是一种元素都有被称为“住留谱线”（RU线）特征谱线，如果试样的光谱中出现了某种元素的“住留谱线”，就是说试样中含有该元素。 榜垢赂花押阀蜒稽剿蔫痢娩唬池拥屹蟹怀鼎小染专樟苏郧篙亥铡狙质夺焚多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 实验原理 （一）氢与氘原子光谱： 巴尔末总结出的可见光区氢光谱线的规律为： 式中 为氢光谱线的波长，取3、4、5等整数。 若改用波数表示谱线，由于 则上式变为 式中109678cm-1叫氢的里德伯常量。 停吱业穿节蛀期弄晚工裹停棚迪丧钦丽雪输涕磊亲庐蜜碘肌唤瞄圾牛糙两多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用与实验 由玻尔理论或量子力学得出的类氢离子光谱规律为： 上式的 是元素A的理论里德伯常量，z是元素A的核电荷数，n1,n2为整数，m和e是电子的质量和电荷，是真空介电常量，c是真空中的光速，h是普朗克常量，MA是核的质量。 芭妻嗡痢刺溶刊破揭菌拓猾困襄多天痘僻秋厌菇禹蓑慨警擞刮粕词光射焉多功能光栅光谱仪使用与实验 多功能光栅光谱仪使用