WGD-8/8A型多功能光栅光谱使用

目的要求

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1.了解光谱仪的结构原理，掌握定标光谱仪的方法； 2.测定氢光谱的巴尔末线系的波长，验算里德伯常数； 3.了解谱线自动测量方法；

实验仪器

WGD-8/8A型多功能光栅光谱仪、汞灯、氢灯及电源

实验原理

1. 光谱仪基本结构

本实验使用的WGD-8A型多功能光栅光谱仪，属于反射式光栅光谱仪，光路见图1。

图1 光学原理图

M1反射镜、M2准光镜、M3物镜、G平面衍射光栅

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S1入射狭缝、S2光电倍增管接收、S3 CCD接收

WGD－8/8A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。

入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2mm连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜M2的焦面上，通过S1射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束 经物镜M3成象在S2上或S3上。

2.单色仪的标定

标定单色仪的方法是：用一些波长已知、谱线宽度较窄的光源照射在单色仪的入射狭缝S1上，用计算机进行扫描。在可见光波段，汞灯、钠灯、氢灯、氦灯等均可作为波长已知的光源，本实验选用低压汞灯。表1给出常用的高压汞灯、低压汞灯在可见光波段的主要谱线。

表1 颜相对强颜λ/mm λ/mm 相对强度 色 度 色 708.19 极弱 536.51 弱 红 Δ690.75 强 绿 535.41 弱 Δ671.65 弱 Δ623.44 Δ496.03 强度相弱 橙 Δ612.33 青 Δ491.60近 强 Δ607.26 √ 588.95 435.84√ 强 587.20 弱 蓝 434.75 弱 585.94 弱 433.92 弱 黄 Δ579.07弱 410.84 弱 √ 强 紫 Δ407.78√ 次强 Δ576.96强 Δ404.66√ 强 √

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绿 567.59 Δ546.07√ 弱 强 紫外 498.40 390.64 389.39 几乎看不见 实验内容

1.标定单色仪

1.1 首先点亮汞灯，使光直接照射在光谱仪的入射狭缝上，接

通光谱仪的电源后再启动计算机软件。进入光谱仪控制程序后，先对光谱仪进行初始化。

1.2 初始化完成后，将扫描范围设置成350nm—750nm，工作

模式设置位能量，负高压为3，增益为2，点击扫描键，开始扫描。

1.3 扫描完成后，使用自动寻峰功能，自动检出扫描曲线的光

谱，用汞灯的已知光谱校准光谱仪扫描曲线的波长读数，求出波长的偏差，使用自动用波长修正功能对光谱仪的波长进行修正。 2. 测量氢光谱

2.1 点亮氢灯，并使氢灯的出光口尽可能的靠近光谱仪的入射

狭缝。将扫描范围设置为400nm—700nm，选择扫描

2.2 扫描完成后，使用自动寻峰功能，自动检出扫描曲线的光

谱。记录巴尔末线系的前４条谱线的波长。

2.3 在坐标纸上以ni-2作横轴，波数作纵轴画出直线，求得其

斜率即为（-R），并和里德伯常数1.09737×105㎝-1比较，求出相对误差。 附表：Hg灯谱线 波长365 366.3 404.7 435.8 546.1 577.0 579.1 （nm） 读数 （nm） H灯谱线

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