chapter1光谱测量中的一些问题

《chapter1光谱测量中的一些问题》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、光谱学和光谱技术1.光谱测量中的几个问题2.动力学过程的分析3.计算机模拟4.电子——声子耦合目的提高光谱测量数据的质量和可靠性提高分析问题的能力Qualitative/Quantitative中国新闻网2010年7月31日报道 据美国《世界日报》报道，美国柏克莱加大和加州理工学院将在未来五年获得联邦能源部拨款1亿2200万元，合作发展“人工光合作用”(artificialphotosynthesis)的环保能源科技。将主导柏大人工光合作用中心的华裔科学家杨培东29日接受专访表示，联邦政府集中的大规模投资将加速这项“革命性”能

2、源技术的开发。计划的目标是在未来10年内完成衔接科学理论和原型。小隐隐于野，中隐隐于市，大隐隐于朝UC-Berkeley每个团簇每秒约裂解1140个水分子直径约为8纳米、长50纳米的团簇，弯曲成直径约35纳米的球体。AkiraFujishima实验在一个晴朗的夏日，但是每平方米只产生了7升氢气。能量转换效率只有0.3%,这表明光催化不适于太阳能转化考核报告要素：自己的工作、光谱、实验、分析评分方式互评科学道德一票否决光谱测量中的几个问题1.光栅光谱仪光谱测量的分辨率是什么因素影响的？光照射的光栅条数(光谱仪的极限分辨率)光栅的

3、分辨率R=l/Dl=1/N狭缝宽度(光谱仪的线色散)aaabbasinbasina光程差s=asinb-asina相位差j=2ps/leiwtei(wt-j)光强当a(sinb-sina)p/l=mp,即a(sinb-sina)=ml时,I最大,m=0,1,2...…称为0级衍射(反射),1级,2级......衍射.衍射强度的空间分布mm-1m+1光栅的分辨率R=l/Dl=N+1≈N极大Npa(sinb-sina)/l=Np最近的极小Npa(sinb-sina)/l’=(N+1)pl'=[N/(N+1)]a(sinb-sina

4、)=mNl/(N+1)Dl=l-l'=l/(N+1)出口狭缝凹面镜光栅入口狭缝凹面镜LD线色散(出口狭缝单位宽度对应的光谱范围)由光栅常数a及光谱仪的焦距L决定.例：光谱仪(Sp1403)极限分辨率0.004nm线色散0.3nm/mm狭缝宽度分辨率100mm0.03nm20mm0.006nm10mm0.004nm2.Fourier变换光谱的测量范围和分辨率光谱测量基本方法（1）色散棱镜（2）干涉rk光栅twFourier变换光谱色散从原理上来说，光栅单色仪测量的是k:光谱中波长不同的成分沿同一方向进入光栅，它们的k方向相同

5、而大小不同(k=2p/l)经过光栅矢量为q的光栅，一级衍射出现的方向k+q，依k数值的不同而不同。在效果上和棱镜类似——使不同波长光的传播方向不同kk+qq=2p/a另一类是Fourier变换光谱仪，用Michelson干涉仪测量强度与反射镜位移x的关系,然后用计算机进行Fourier变换得到光谱.Eei2pcstEei[2pcs(t-x/c)]I(x)=C+2F(x)w=2pcs设被测光谱为g(s),这里s(=1/l)为波数,探测器接收到的光强I(x)与反射镜M2位移x的关系为对随x变化的F(x)进行Fourier变换,得到

6、光谱g(s)从一个例子来看这种光谱测量的过程：探测器测量的是随延迟时间变化的强度，这个信号是光谱的Fourier变换，计算机把它反变换为光谱。两束不同k的光相干能够产生空间上的强度分布，类似，两束相对延迟的光相干，则产生强度在时间上的分布。单色光，如果相干时间无限长，强度与延迟时间的关系为是以2p/w0=1/n=T为周期的周期函数直接测量光的波形.Fourier变换为d(w-w0)——单色光的频率.在多色光中，多个频率成分叠加使强度在时间上集中.Fourier变换——光谱.DelayTime取样时间与光谱测量范围的关系(1)有

7、限的取样时间Dt求和代替无限小时间dt积分于是(2)cos(wt)的偶函数性质取样点j=1，2，….,J反变换K=Integer所以，由测量的F(t)变换得到的光谱是周期函数为不出现不同j的光谱交叠，一般应使2p/Dt-wmaxwmax，即Dtp/wmaxw=2pcs波数Dt1/(2csmax)=Dt(fs)1.667/(10-4smax)[Dx=5mm/smax(cm-1)]g(w)g(-w)g(w+2p/Dt)g(-w+2p/Dt)g(-w+4p/Dt)g(w+4p/Dt)02p/Dtwmaxg(w+2p/Dt)g

8、(-w+2p/Dt)g(w)g(-w)0wmax2wmax交叠K=0K=1K=2这种情况变换结果如图所示，在测量的光谱范围内没有和平移及镜像的交叠D=1/(cDt)取样点数与分辨率的关系以波数为单位的分辨率为d，取样点数N应满足=smax/N=1/(2cDtN)NDt=1/(