毕业论文-组合式多功能光栅光谱仪的工作原理及应用-测高锰酸钾溶液

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1、组合式多功能光栅光谱仪的工作原理及应用周焕杰资源与材料学院91102班摘要:在此次试验中，我们先用多功能光栅光谱仪进行钨灯和汞灯的光谱测量，用软件做出光谱图,与实际光谱相比对后分析总结，再进行对不同浓度高锰酸钾溶液的光谱分析,测出不同浓度高锰酸钾溶液的透过率和吸光度，分析试验结果并总结.关键词:光栅光谱仪:光谱图;透过率;吸光度—、前言：WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪可用于各大学及研究部门，作为物理实验教学及光谱分析之川。通过仪器可以得出物质的光谱图从而对物质进行结构分析和能级分析等.光谱分析是物质分析一种很重要的手段

2、,学习光栅光谱仪的工作原理并使用仪器來分析物质结构对各领域研究者来说都是非常重要的.通过此次试验我们将学会使用光谱仪来得出光谱图已达到分析物质的目的.二、实验部分1.光栅光谱仪规格与主要技术指标：波长范围200-800nm焦距302.5mm相对孔径D/F=l/7波长精度±0.4nm波长重复性0.2nm杂散光＜10-3原理:WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪，巾光栅单色仪，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C-T型，如图S2入射狭缝、出射

3、狭缝均为直狭缝，宽度范围0—2.5画连续可调，光源发出的光朿进入入射狭缝SI,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。安装和准备：为了提高仪器工作质量和使用寿命，我们应该在适宜的环境下安装使用仪器，环境温度应保持在20°左右，室内清洁无强磁场干扰，室闪应具有稳定电源装置对仪器供电，装有地线，保证仪器接地良好。我们在实验室做实验时，老师已经将仪器安装好了。打开仪器电源和电脑，在桌曲*上有“WGD-S”组软件，启动软件。1.进行

4、试验在软件界而上，设置工作参数，将工作方式设为基线（E）,将间隔设为0.lnm。将工作范围设为200-800nm,安装好钨灯或汞灯，淸零后，点击单程,分别得山两种灯的光谱图。分别存入寄存器中。继续清零，测出3中不同浓度下高锰酸钾溶液和蒸馏水（用作比对）的光谱图，再做出透过率和吸光度前耑做高锰酸钾溶液的基线图，分别存入寄存器中。在做基线图时，若能量超过极限，可调节电压重做。2.从寄存器中取出图像文件并进行分析。图像如图蒸馏水0.25mol/L高锰酸钾30.04000001000«90TOO.T30I0CII•••I0.3mo

5、l/L高锰酸钾叢I0.5mol/L高锰酸钾

6、下來，同一种物质，吸光系数就不变。当一朿光通过一个吸光物质(通常为溶液)时，溶质吸收了光能，光的强度减弱。吸光度就是用來衡ft光被吸收程度的一个物理最。吸光度用A表示。A=abc,其中a为吸光系数，单位L/(g*cm)，b为液层厚度(通常为比色皿的厚度)，单位cm，c为溶液浓度，单位g/L影响吸光度的因数足b和la是与溶质冇关的一个常觉＜此外，温度通过影响c，而影响A。透过率介绍：在入射光通被照面或介质入射面至另外一面离开的过程屮，投射并透过物体的辐射能与投射到物体上的总辐射能之比，称力该物体的透过率(transmitta

7、nce)。一般透过率与物质的属性冇很大关系。跟反射率不同，反射率仅是发生在界而处，因此其影响的因素比较少，而对于透射率，如果介质存在损耗，还取决于物体的焯度，光的波长等闵素，对于无吸收损耗的介质，透射率+反射率=1。吸收率二1-R-T四、总结在试骑屮，我们用泶灯进行测策，得出不同浓度下岛锰酸钾的透过率和分光度，井进行简单分析，我们应当掌握使用这种仪器的方法，把这当做一种分析物质的工具。五、注意事项a.环境温度20±5°Cb净化湿度<65%c无强振动源、无强电磁场干扰。d室内保持清洁、无腐蚀性气体。e仪器应放置在坚固的平台上

8、。f仪器放罝处不可长时间受阳光照射。g室内应具稳压电源装置对仪器供电，装有地线，保证仪器接地良好。六、撰写时间：2012.11.28b、参考文献：《组合式多功能光栅光谱仪工作原理及应用实验讲义》东北大学秦皇岛分校穆松梅张家生赵书华《实验物理学》东北大学出版社王涵朽飞伍论文《物理试验之光栅光谱仪的使用》