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《大学物理实验报告（清华大学）用单色仪测定介质的吸收曲线2》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、用单色仪测定介质的吸收曲线工业工程系工41班药宁(2004010806)2006.5.9数字存储示波器与瞬态信号测量一、实验目的：1了解单色仪的构造原理并掌握其使用。1加深对介质光谱特性的了解，掌握测量介质的吸收曲线或透射曲线的原理和方法。2初步了解光电池的工作原理及其应用。二、实验仪器：1、WDM1型光栅单色仪（山入射准直系统，色散元件，出射聚光系统组成）2、滉鹄灯（12V/35W）3、汞灯（GP20Hg）4、微电流放人器，电源，试样等整个装査的示意图如图（A）三、实验原理：当一束光入射到一定厚度的介质平板上
2、时，有一部分被反射，另有一部分被介质吸收,剩下的光从介质板投射出来。设有一束波长为入，入射光强为人的单色平行光，垂直入射到一块厚度为d的介质平板上，如图（B）,如果从界面1射回的反射光的光强为1r,从界面1向介质内透射的光的光强为【2,从界面2出射的透射光光强为g则定义：介质板光谱外透射率丁=丄‘0介质的光谱透射率T,丄,11此处的Ir,h,【2,It都应该是光在界面1和2上以及介质中多次反射和透射的总效果。通常，介质对光的反射、透射不仅与介质有关，而且与入射光的波长有关。光谱透射率与波长（7；与入）的关系为透
3、射曲线，在厚度为d的介质内部，有T,=厂创，a称为介质的线性吸收系数，与介质和入射光的波长都有关，a与波长的关系称为吸收曲线。设在单一界面上的反射率为R,则透射光光强为：幺一叫（1—FC?坳）1-R2e~2ad・w-r)2严…~/0~1-R2严用两块厚度分别为dl和d2,d2>dl的试样，光谱外透射率分别为T1和T2实验川光电池和微电流放大器测光强，在合适的条件下，光电池输出的光电流与照射在它表血的光的强度成正比。光电流经过微电流放人器后由数字表肓接显示，所以读出的数据就可直接计算光谱透射率和吸收系数，即：ln
4、^-Inn2••(X—0cl2—dm和应分别表示试样厚度为山和d?时的数字表示值四、实验内容：1、单色仪的调节和波长示值的校准具体步骤（1）利用汞灯作光源校准单色仪波长示值校准时，将单色仪的波长读数装置转到示值在546.lnm。将汞灯放在入射狭缝前，狭缝S1的宽度暂时调至约1mm。显微褫对准出射狭缝观察S2的汞的绿色谱线，关小入射狭缝使谱线变窄但保持清晰，然后关小出射狭缝，使从S2小只能看到谱线的一部分，在图（C）位置吋，（即刚能看到谱线）和图（D）位置（即谱线刚不能看到谱线）吋记录波长数据入右,要求^-A2
5、577.Onm、579.lnm)之差，即仪器的系统误差,小于0.2nm(2)调节狭缝宽度将单色仪的波长股伦转到示值在577.0nm〜579.1nmZ间的可看到谱线的某一位置(如546.1nm)o将出射缝S2的宽度暂时调大。将汞灯置于S1之前,用显微镜对准出射狭缝观察，调节光谱宽度在显微镜中最取为1.6cm,则此时入射狭缝宽度为0.8mm。此后，S1不再改变。再调节出射狭缝S2的宽度，用澳钩灯放置于S1前，调节S2屮光
6、谱宽度为1.6cm.,贝lj此时S2宽度为0.8mm.(3)澳光灯光路调节如图(E)为单色仪聚光镜系统光路图，将光源聚焦成像在狭缝前。聚光灯的通光孔径d=30mm,焦距f=60mm，单色仪球面镜的光阑宽度D=50mmo成像规律遵守髙斯公式。为使球而镜的孔径D充分照明，两个相似三角形应有关系d/D二ei/b,使聚光镜靠近光源可提高光源发光体地角利用率。2、测量钱玻璃在610.0nm-508.0nm范围内的吸收曲线用澳饵灯作光源并进行共轴调节，使外光路光轴与单色仪光轴重合，避免光线斜入射造成光能损失。手轮K调到61
7、0.0nm,用眼晴直接通过出缝S2观察混镜像(基木呈现圆形)，在计算出的位置左右移动透镜，使透镜像位于狭缝中间，锁定透镜。左右移动浪鸭灯使透镜像全部变亮。打开微电流放大器，调节澳餌灯输岀成稳流输岀，装上探测器，保证在输出电流小于3A状态下，微电流放人器显示值在150.0以上。放上样品架B,记准无样品及薄、厚样品处于狭缝屮间时的位査，开始测量所需要的数据测量：选定一片厚的做玻璃片。然后定性观察钱玻璃对不同波长的吸收情况，确定吸收峰的大致波长范围。然后进行正式测量。每隔lrnn测一次，在吸收峰附近测量点应更密一些。
8、测最范围610.0nm~508.0nm选择另一薄的彼玻璃片，在与厚玻璃片波长相对应的位査进行测量。根据两组数据，求出饮玻璃的的吸收系数曲线。实验时应注意：(1)当波长读数装置出现99999时应停止转动调节手轮，否则会损坏仪器。(2)两狭缝S1和S2的宽度最人不得超过3nmi,也不得完全闭合，否则会损坏狭缝机构。五、实验数据处理1、聚光透镜位置计算：由成像关系，有宀厂=/-'alb=d/
