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2. 热检测器—可吸收辐射→产生热效应→电流 热效应 ∝ 辐射强度 (1) 真空热电偶 结构与工作过程：在一真空的体内，金属热电偶涂黑面接受红外辐射使热接点的温度上升。冷、热接点之间产生温差电势，而形成温差电流，经过升压耦合， 进入放大电路。 * * 2. 光栅 光 栅 透射光栅 反射光栅 平面反射光栅(包括闪耀光栅) 凹面反射光栅 透射光栅 反射光栅 光栅的色散作用是多缝干涉和单缝衍射两种效应联合作用的结果。 平面反射光栅的衍射示意图 △ 光栅方程：d (sin ? ± sin ?) = n? 式中：? 、? 分别为入射角和衍射角，n是光谱级数，d为光栅常数（即为光栅刻线间距，与刻线条数的关系互为倒数，如1200条/mm，则d = 1/1200） ?角规定为正值；当入射角和衍射角在法线的同一侧时， ?取正号；在异侧时， ?取负号。 n=0时， 即0级光谱，波长与衍射角?无关，即无分光作用； n?0时，衍射角随波长而变化，不同波长的复合光经光栅衍射后成为单色光； n=1时，所对应的光谱称为一级光谱， n=2时，所对应的光谱为二级光谱…… 例：用每毫米内有600条刻痕的光栅，当入射角为0° 时，其一级光谱中有一条谱线与零级谱之间的夹 角为5°， 求此谱线的波长。 解：首先计算光栅常数： d = 1/600 (mm) = 16.7×10-4 (mm) = 1670 (nm) 在光栅公式 d(sinα+ sinθ) = nλ中， 题目给出 n=1，α=0o sin0o = 0， θ=5o sin5o = 0.087； 此谱线的波长λ= 1670 (0 + 0.087) = 145.29 nm 不同级光谱中，当光谱级数与波长乘积相等时，会出现谱线的重叠现象。d (sin ? ± sin ?) = n? 例如，波长为600 nm的一级光谱将与波长为300 nm的二级光谱和波长为200nm的三级光谱重叠。 如下图所示： (1)光栅角色散率(d ? /d ?) 当入射角α不变时，对光栅方程微分得： (当?很小时，cos ? ≈1) 光栅的角色散率只决定于光栅常数d和光谱级数n，与波长无关，是常数！是匀排光谱。 棱镜 dn/d? ：与棱镜材料有关； d?/dn ：偏向角?与棱镜的顶角有关。 棱镜色散不是匀排光谱。 线色散率(d l /d ?) 式中f为会聚透镜的焦距，由于?约为6°，cos ? ≈1， 所以 光栅一定, 线色散率只与透镜焦距有关。 棱镜 线色散率与透镜的焦距和焦面与光轴的夹角?有关。 (2)光栅分辨率 R N为光栅的总刻线，N=光栅宽度×单位长度的刻痕数 例如，对于宽度为50mm，刻痕数为1200条/mm的 光栅, 其N=50mm×1200条/mm=6×104条 可见， ① 光栅总刻线越多，则分辨率越高； ② 同一级光谱的分辨率是常数； ③ 光栅的分辨率与波长无关！是匀排光谱! 光栅的宽度越大，总刻痕数越多，分辨率就越大。 所以，使用时应将光路对准光栅，使光栅刻线全部照明，否则会降低分辨率。 棱镜 ① 分辨率随波长而变化，短波部分的分辨率较大； ② 分辨率随折射率变化，分辨率与棱镜材料有关； 所以，棱镜分光是非匀排光谱。 关于光栅计算问题举例 例1：用每毫米内有600条刻痕的光栅，当入射角为0°时，其一级光谱中有一条谱线与零级谱之间的夹角为5°， 求此光栅一级光谱的角色散率。 解：求角色散率，用公式 题目给出 n=1，θ=5°, cos5°=0.996； 再计算光栅常数： d = 1/600（mm）= 16.7×10-4 （mm） 所以 又1rad=1弧度=180°/π=57.29° dθ/dλ= 600×57.29°=34374（度/mm） 注意：这里一般用（度/?）作单位， dθ/dλ=34374（度/mm）×10-7=3.4 ×10-3 （度/?） 例2：用每毫米内有1200条刻痕的光栅，当入射角为 0°时，求其 一级光谱中钠的两条谱线589.0 nm和589.6 nm的位置和间隔。 解：所谓求钠双线的位置就是求钠双线的衍射方向， 先计算光栅常数：d = 1/1200（mm）= 833.3 nm 题目给出，n=1，α=0°，sin0°=0， 这时光栅方程中的λ应为双线的平均波长， 即， λ=589.3 nm， 那么，