光谱组合实验要领.pdfVIP

PASCO 物理组合实验系列 光谱组合实验 傅冠久 编译 上海交通大学物理实验中心 实验1 发射光谱 引言 一般物质在受热到一定程度时，会发光变亮，此时光线的光谱是一些特定的波长，这就 是我们通常所讲的物质的发射光谱（明线），如果能测出特定波长的光谱，反过来也可证明 某些物质中所含有哪些元素，这样光谱分析就可用来检测元素的存在。 实验仪器 （如图1.1 所示） 光源： 水银灯，用低压电源来控 制。 光谱测量仪： 光具座，用于固定测量用 的仪器。 狭缝，将光源变成一狭长 图 1.1 的光线。 透镜，作扩束光用。 光栅，将入射的平行光分解成各单一的谱线。 聚焦透镜，光孔盘，调节光感光器接入光线量的大小，可转动的光感应接收臂及圆盘。 转动传感器用来测量转动角度。 光感应传感器测量光强，两者均与计算机连接。 500 接收器及电脑。 实验目的 本实验是为了确定水银灯发光时产生的各谱线的波长。学会使用计算机系统分析其结 果。 实验原理 （如图1.2 所示） 光栅是一种刻划得非常细小而 均匀且互相平行能让光通过的狭缝， 相邻狭缝的中心距离称为光栅常数 d，从狭缝过来的光线产生相互干涉， 因而可以看到光栅的干涉条纹，由于 各光谱的波长不同，因此产生的位置 θ也不一样，这就是光栅能将谱线分 开的原因。 图 1.2 当λ、d、θ满足如下条件时， 会产生明条纹（发射光谱） n dSinλ θ （n 为干涉级数） 只考虑第 1 级 n=1 因此可以通过测量 θ、λ的大小来求出光栅常数d ，反之亦然。 实验内容 1. 将各仪器照图 1.3 放置好，并将 水银灯的灯光均匀照到狭缝上。 2. 调节狭缝，扩散透镜，以及聚焦 透镜，光栅位置，以使中央条纹 以及第一级的干涉条纹清晰地 呈现在光谱接收器前的光屏上， 转动光屏上的接缝使合适的缝 图 1.3 （一般用最小的缝）正好与中央 的光条纹平行。 3. 将计算机与光谱测量仪相连，启动光谱测量程序（即连击两下科学室图标）看到如图 1.4 的图案。 4. 在图 1.4 的界面中按下 模拟插头并移到通道 A 、B 或 C 任一个中(如 A) ，并点击A 选择感应 器为光传感如图 1.5，此 时选择的就是测量光强 的接收系统。同样按下