2023-11-29 13:54来源：m.sf1369.com作者：宇宇
已知光栅常数，测量衍射角，根据光栅方程即可计算光波波长；如果不知道光栅常数，可以分别测量已知波长和未知波长的光的衍射角，根据光栅方程，消去光栅常数，即可计算未知光波的波长。
光栅测定光波波长实验的误差分析主要有以下几点误差来源：
1、当光栅平面与入射角不垂直时, 以及平行光管的狭缝与光栅刻痕不平行时都会使测量产生实验误差。
2、当平行光管的狭缝测量值大于真实值, 且入射光偏离光栅平面法线越多, 则产生的实验误差就会愈大。
3、当光栅刻痕的测量值小于真实值时, 且平行光管的狭缝与光栅刻痕的夹角越大, 则测量值λ减小的就越多，即实验误差就越大。
扩展资料：
波在传播时，波阵面上的每个点都可以被认为是一个单独的次波源；这些次波源再发出球面次波，则以后某一时刻的波阵面，就是该时刻这些球面次波的包络面（惠更斯原理）。
一个理想的衍射光栅可以认为由一组等间距的无限长无限窄狭缝组成，狭缝之间的间距为d，称为光栅常数。当波长为λ的平面波垂直入射于光栅时，每条狭缝上的点都扮演了次波源的角色；
从这些次波源发出的光线沿所有方向传播（即球面波）。由于狭缝为无限长，可以只考虑与狭缝垂直的平面上的情况，即把狭缝简化为该平面上的一排点。
如陆圆何测定光栅常数
实验G2 光栅衍射法测光栅常数
实验目的：
1、 初步掌握数码摄影的基本知识和摄影技巧。
2、 利用数码图像处理方法测量光栅常数。 实验仪器：
光栅、He-Ne激光器、滑轨、偏振片、光屏、座标纸、白纸、可调支架、数码相机 Canon PowerShot A630/640、三脚架、计算机(内装Photoshop、画图等软件)。 实验原理：（阅读实验教材p165~167，回答练习题）
sin/mm1kdn， ，，，
210k。 实验内容： 1、 布置光路
(1) 熟悉实验仪器装置，调出激光通过光栅的衍射图像，光栅镀膜面应向着光屏。 (2) 调节光栅到光屏之间的距离，使该距离尽量大的同时，能观察到±1级衍射光斑。
(3) 调节激光平行于光具座，光栅平面和光屏垂直于光具座。此冲银时，±1级衍射光斑到中央亮斑的距离相等。 2、 拍摄照片
(1) 将数码相机安装到三脚架上，并连接电源适配器。 (2) 删除相机中现有的全部图像。（设置模式开关为播放，按MENU键，再按下移键选择全部删除，然后按FUNC./SET确认，按右移键选择OK，再次按FUNC. /SET确认。）
(3) 旋转模式转盘到P档；设置感光度ISO值为最低、驱动模式为 *** ；关闭闪光灯（）。
(4) 调节三脚架和镜头焦距，使相机与衍射光斑平齐，拍摄画面略宽于±1级衍射光斑的间距，为了减少镜头成像的畸变，最好使用中焦拍摄。
(5) 半按快门完成聚焦，全按快门拍摄照片。 3、 测量数据
(1) 测量光栅到光屏之间的距离L：请单眼垂直向下观察光栅（光屏）平面对齐哪个刻度。
(2) 测量±1级衍射光斑的间距D：用Photoshop打开刚才拍摄的照片，按住吸管工具可以更换为度量工具，用度量工具测量衍射光斑附近座标纸上（几个）厘米长度的距离，然后测量±1级衍射光斑的距离，通过比例换算，可得光斑的真实间距D。
(3) 改变镜头焦距，再次拍摄照片，测量下一组数据。
测量光栅常数d需要哪些条件？在实验过程中如何检验条件是否满足
用分光计测量光栅常数d，首先需要调节分光计水平，要求平行光管，载散悉宴物台和望远镜处于同一水平面上。其次，将待测光栅放在载物台中央，测量光栅衍射前几级衍射条纹的衍射角。最后，可以通过光栅方程求出光栅常数d
波动光学。选择17。测可见光波长时，如何选取光栅常数？求过程
可见光的波长大约是400-760nm之间，也就是0.4-0.76*10^-3mm，只有单缝的宽度和光波长处于差不多大小的时候，衍射现象才会比较明显。
光栅尺的功能是将位移变成电脉冲信号。脉冲信号分为两相输出，通常把这两相信号标记为A相，B相。A相和B相本身均为方波，两者相差90度相位。A，B相的周期对应光栅的栅距，相位差可用于进一步的处理中计算运动方向和提高测量精度。
1.光电直读光谱仪的工作原理及维护注意事项
光电直读光谱仪各模块维护注意点：
一、激发系统
能够影响样品激发结果的因素可总结为4条：
(1)激发能量
能量提供的方式不同如直流电弧、火花的激发效果是不同的，火花中的激发脉冲宽度、脉冲高度、脉冲频率不同对于不同元素的激发效果亦不同，因此在不同型号的仪器中，需根据所测样品的实际情况，慎重选择激发能量参数。
(2激发环境
一般主要可分为实验室湿度环境和氩气气氛两方面ئ不同型号仪器的氩气气路设计可能会有不同，不过氩气本身的纯度和气路是否漏气应当是对激发环境检查和维护的重点。
(3)样品
样品的材质、取样、前处理等各方面，均对激发效果影响重大，在使用和维护时，需特别注意我们的激发对象的状态是否符合要求。
(4)激发台内部情况
不同型号的仪器的激发台内部结构不同，但总体来讲，激发台内部是否清洁、电距是否稳定，激发搜祥核台发光弧焰相对于光学系统的高度等，均会影响我们的数据结果。
总之，对于不同型号，不同厂家的仪器来说，此4条因素的实现形式可能略有不同，但是总体上维护和维修激发系统的方向在此。
二、光学系统
(1)光路结构稳定
机械变形小，校正到位，可通过恒温和狭缝扫描来控制。
(2)光路中对于紫外、真空紫外区光谱线在光室中的传输过程中损耗小，可通过气循环或抽真空的方式进行维护。那么，对真空泵等器件的维护成为重点，此外，透光镜片的定期擦拭也成了保证光信号传输效率稳定的重要操作。对于不同型号的仪器来说同，光学系统的稳定和光信号传输效率都是很重要的影响因素，因此需根据各仪器的实际情况进行仪器的维护和检查安排。
三、测量系统
(1)采集器件保持稳定合适的工作状态
采集器件为光电转换元件，目前的光电直读光谱仪主要采用的是两大类采集器，一种是光电倍增管，另外一种是CCD/CID检测器，固体成像系统，任何一种采集器件，都存在着一个和照射光强、工作供电以及输出电信号强度三个方面有关的函数，针对不同的光强，不同的供电，采集器的光电转换效率，以及它的灵敏度、稳定性都会有很大的影响。所以如需自己调节这些参数ئ需谨慎咨询仪器生产商的意见后或严格按照仪器说明书进行调整
(2)信号转换的电路板及芯片不能长期处于潮湿、积灰过多的条件下，大部分电路板、芯片遇到灰尘过多或湿度过大的情况都会产生漏电现象，这就会在整个测量系统中产生暗电流，当暗电流大到一定程度ئ有可能造成测量系统电路中的器件损毁的情况。所以务必要保护好仪器的测量系统。有些型号的仪器测量系统置于分光室内部ئ一般情况下不需考虑。但世掘如出现真空泵油倒吸等情况ئ需立即和仪器生产商的技术支持联系。
2.红外光谱常识
红外光谱原理概述
红外光谱与分子的结构密切相关，是研究表征分子结构的一种有效手段，与其它方法相比较，红外光谱由于对样品没有任何限制，它是公认的一种重要分析工具。在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、材料、天文、气象、遥感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭鉴定和工业过程控制等多方面宴谨的分析测定中都有十分广泛的应用。
红外光谱可以研究分子的结构和化学键，如力常数的测定和分子对称性等，利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角，并由此推测分子的立体构型。根据所得的力常数可推知化学键的强弱，由简正频率计算热力学函数等。分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化，因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基，氰基，羟基，胺基等等在红外光谱中都有特征吸收，通过红外光谱测定，人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团，这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。
由于分子内和分子间相互作用，有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化，这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。
分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中全部原子，不同的分子的振动方式彼此不同，这使得红外光谱具有像指纹一样高度的特征性，称为指纹区。利用这一特点，人们采集了成千上万种已知化合物的红外光谱，并把它们存入计算机中，编成红外光谱标准谱图库。
人们只需把测得未知物的红外光谱与标准库中的光谱进行比对，就可以迅速判定未知化合物的成份。
当代红外光谱技术的发展已使红外光谱的意义远远超越了对样品进行简单的常规测试并从而推断化合物的组成的阶段。红外光谱仪与其它多种测试手段联用衍生出许多新的分子光谱领域，例如，色谱技术与红外光谱仪联合为深化认识复杂的混合物体系中各种组份的化学结构创造了机会；把红外光谱仪与显微镜方法结合起来，形成红外成像技术，用于研究非均相体系的形态结构，由于红外光谱能利用其特征谱带有效地区分不同化合物，这使得该方法具有其它方法难以匹敌的化学反差。
3.直读光谱仪的原理是什么
首先我们先看下直读光谱仪基本原理：金属试样与电极之间进行电弧。由于被测分析试样激发后产生的光通过聚光透镜由入口狭缝进入，导向凹面衍射光栅上，只读取在凹面光栅上分光的光中所需的光谱线，使用仪器上的光电倍增管或CCD将光转化成电流。由此产生的光谱进行光电测定，进行需测元素的定量方法。
由此看出， 直读光谱仪被测样在规定条件内可一次性快速检测出欲知的所有元素百分比含量，而且通过可靠可控的物理方法（光电转换）实行快速、精准之亮点！适用于较宽的波长范围；光电倍增管对信号放大能力强，对强弱不同谱线可用不同的放大倍率，相差可达10000倍，因此它可用同一分析条件对样品中多种含量 范围差别很大的元素同时进行分析；线性范围宽，更可做高含量分析，所以检测范围宽广。
相对于传统分析法而言，直读光谱仪测试方法的优点是快速、准确、高效。该方法可以直接固体进样，不用进行化学消解，可以减少消解过程以及定容过程所带来的人为误差； 智能软件可实行“傻瓜式”的人性化操作，仪器校准、曲线标定、标准化、数据统计、材质分类等功能强大
4.直读光谱仪的介绍
直读光谱仪，英文名为OES(Optical Emission Spectrometer)，即原子发射光谱仪1。二战后，由于欧洲重建，市场对钢铁检测有巨大的需求，1947年贝尔德公司最先采用光电倍增管和真空泵技术，并以此来检测钢铁中的非金属元素。六十年代光电直读光谱仪，随着计算机技术的发展开始迅速发展，1964年ARL公司展示一套数字计算和控制读出系统。由于计算机技术的发展，电子技术的发展，电子计算机的小型化及微处理机的出现和普及，成本降低等原因、于上世纪的七十年代光谱仪器几乎100%地采用计算机控制，这不仅提高了分析精度和速度，而且对分析结果的数据处理和分析过程实现自动化控制。1随着20世纪80年代计算机技术和软件技术的发展，直读光谱仪发展迅速。
5.光谱仪原理
根据色散元件的原理，光谱仪可分为棱镜光谱仪、衍射光栅光谱仪和干涉光谱仪。光学多通道分析仪（oma）是近几十年来发展起来的一种新型的具有光子探测器（ccd）和计算机控制的光谱分析仪。它集信息采集、处理和存储功能于一体。
oma不再使用感光乳胶，避免和消除了暗室处理和后期一系列繁琐的处理，测量工作从根本上改变了传统的光谱技术，大大改善了工作条件，提高了工作效率。
利用oma进行光谱分析，测量准确、快速、方便、灵敏、响应时间快、光谱分辨率高。测量结果可从显示屏上读出或由打印机和绘图仪立即输出。它已广泛应用于几乎所有的光谱测量、分析和研究工作，特别是在微弱和瞬态信号的检测中。
扩展资料
一台典型的光谱仪主要由一个光学平台和一个检测系统组成。包括以下几个主要部分：
1、入射狭缝： 在入射光的照射下形成光谱仪成像系统的物点。
2、准直元件： 使狭缝发出的光线变为平行光。该准直元件可以是一独立的透镜、反射镜、或直接集成在色散元件上，如凹面光栅光谱仪中的凹面光栅。
3、色散元件： 通常采用光栅，使光信号在空间上按波长分散成为多条光束。
