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【 WGD-8A型光栅光谱仪原理】 WGD-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.光学原理如图所示.入射狭缝,出射缝均为直狭缝,宽度范围0-2mm连续可调(顺时时针狭缝变宽,逆时针狭缝变小),光源发出的光束进入狭缝S1,S1位于反射式准光镜M2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(2400条/mm,波长范围200-660nm)上,衍射后的平行光束经M3成像在S2(光电倍增管接收)或S3(CCD接收)上.在光栅光谱仪中长使用反射式闪耀光栅.如图2所示.锯齿型是光栅刻痕形状.现考虑相邻刻槽的相应点上反射的光线.和是以角入射的光线.和是以角衍射的两条光线.和两条光线之间的光程差是,其中是相邻刻槽间的距离,称为光栅常数.当光程差满足光栅方程时,光强有一及大值,或者说将出现一条亮的光谱线.对同一,根据,可以确定衍射光的波长,着就是光栅测量光谱的原理.闪耀光栅将同一波长的衍射光集中到某一特定的级上.为了对光谱进行扫描,将光栅安装在转盘上,转盘由电极驱动,转动转盘,可以改变入射角,改变波长范围,实现较大波长范围的扫描,软件中的初始化工作,就是改变的大小,改变测试波长范围.  四.预习思考题 1.光栅光谱仪波长示值的修正为什么要用汞灯？ 2.试分析氢原子谱线较少的原因。 3.里德伯常数有什么物理意义？ 4.氢原子光谱可以分为哪几个部分？ 5.能否利用汞灯（或其他光源）光谱来计算里德伯常数？ 三. 氢原子光谱实验 实物图 近代物理实验--氢原子光谱 * 氢原子光谱 Johann Jakob Balmer 1825 ～1898 瑞士数学兼物理学家 Johannes Rober Rydberg 1854～1919 瑞典物理学家、数学家，光谱学的奠基人之一 巴耳末 里德伯 实验简介 光谱线系的规律与原子结构有内在的联系,因此,原子光谱是研究原子结构的一种重要方法.1885年巴尔末总结了人们对氢光谱的测量结果,发现了氢光谱的规律,提出了著名的巴尔末公式,氢光谱规律的发现为玻尔理论的建立提供了坚实的实验基础.1932年尤里根据里德伯常数随原子核质量不同而变化的规律,对重氢赖曼线系进行摄谱分析,发现氢的同位素——氘的存在.通过巴尔末公式求得的里德伯常数是物理学中少数几个最精确的常数之一,成为检验原理论可靠性的标准和测量其它基本物理常数的依据. 原子光谱的观测，为量子理论的建立提供了坚实的实验基础。 WGD-8A型光栅光谱仪用于近代物理实验中的氢(氘)原子光谱实验，一改以往在大型摄谱仪上用感光胶片记录的方法，而使光谱既可在微机屏幕上显示，又可打印成谱图保存，实验结果准确明了。 实验简介 实验目的 1.测量氢原子光谱中巴尔末线系的几条谱线的波长，并将在空气中的波长修正为真空中的波长。 2.测量计算各谱线的里德伯常数RH，并求其平均值或用线性拟和的方法求出RH。 3.学习多功能组合光谱仪的使用。 实验仪器介绍 实验仪器：WGD-8/8A型组合式多功能光栅光谱仪 WGD-8/8A型组合式多功能光栅光谱仪，由光栅多色仪，CCD接收单元，电子信号处理单元， A/D采集单元和计算机组成。 该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。 实验装置图 光电倍增管接收器 CCD接收系统 入射狭缝 WGD-8/8A 多功能光栅光谱仪外形图 多功能光栅光谱仪仪器外观图 实验仪器介绍 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 WGD-8/8A 多功能光栅光谱仪电箱正视图 实验仪器介绍 1 负高压调节 4 工作指示 7 USB讯号线 2 负高压指示 5 通讯指示 8 CCD电缆线 3 USB口电源指示 6 电源开关 9 单色仪电缆线 10 光电倍增管电缆线 摄谱仪光学原理图 入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0-2mm连续可调，光源发出的光束通过入射狭缝S1，经平面镜M1反射后，被凹面镜M2反射为平行光束投向平面光栅G上，由于光栅的衍射作用，不同波长的光被反射到不同的方向上，再经凹面物镜M3反射，成像在CCD感光平面所在的焦面S2上，还可以由可旋入的平面镜M4反射到观察窗S3或出射狭缝上。 平面反射镜 准光镜 物镜 平面衍射光栅 入射狭缝 CCD接收 光电倍增管接收 可旋转平面镜 实验仪器介绍 实验设计思路 光源所发出的光谱称发射光谱。在一般情况下，原子处于稳定状态(能量最低的能级)称做基态(能量E0)。若给原子适当的能量，可使其最外层电子暂时跃迁到能量较高的能级，原子即处于激发状态(能量En)，经过极短时间(约10-