光栅光谱仪实验论文-测高锰酸钾溶液

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1、光栅光谱仪实验论文91102189110203白爽姚家俊2012年11月光栅光谱仪系统(Gratingspectrum-metersystem)光谱分析方法作为一种重要的分析手段，在科研，生产，质控方面，在发挥着极大的作用。无论是穿透吸收光谱，还是荧光光谱，拉曼光谱，如何获得单波长辐射是不可缺少的手段。由于现代单色仪可具有很宽的光谱范围（UV-IR），高光谱分辨率（到0.001nm）,自动波长扫描，完整的电脑控制功能极易与其他周边设备融合为高性能自动测试系统，使用电脑自动扫描多光栅单色仪已成为光谱研究的首选。一、实验目的1.掌握发射光谱测试系统，光学元件的透射率光谱,反射率光谱测试系统以

2、及荧光光谱测试系统的搭建2.学习利用电脑自动扫描多光栅单色仪测试各种光源特性谱线，学会分析各种光学元件的反射、透射谱线。3.学习利用组合多光栅单色仪测试物质荧光光谱，分析荧光物质成分。二．规格与主要技术指标波长范围200－800nm焦距302.5mm相对孔径D/F＝1/7波长精度±0.4nm波长重复性±0.2nm杂散光≤10－3三、光栅基础知识及实验原理图当一束复合光线进入单色仪的入射狭缝，首先由光学准直镜汇聚成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长（颜色）。利用每个波长离开光栅的角度不同，由聚焦反射镜再成像出射狭缝。通过电脑控制可精确地改变出射波长。WGD－3型组合式多功能光栅光谱仪，

3、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。该设备集光学、精密机械、电子学、计算机技术于一体。光学系统采用C-T型，如图2-1图2-1光学原理图M1反射镜、M2准光镜、M3物镜、M4转镜、G平面衍射光栅S1入射狭缝、S2光电倍增管接收、S3CCD接收入射狭缝、出射狭缝均为直狭缝，宽度范围0－2.5mm连续可调，光源发出的光束进入入射狭缝S1，S1位于反射式准光镜M2的焦面上，通过S1射入的光束经M2反射成平行光束投向平面光栅G上，衍射后的平行光束经物镜M3成象在S2上或S3上。M2、M3焦距302.5mm光栅G每毫米刻线1200条闪耀波长550nm二块滤光片

4、工作区间白片320－500nm黄片500－800nm四、以溴钨灯为光源测试材料的反射、透射光谱实验步骤1．溴钨灯光谱范围（1）溴钨灯光谱响应范围：250~2500nm（2）PMTH-S1-CR131光电倍增管探测器响应波长范围：185～900nm标题栏菜单栏主工具栏寄存器选择及波长显示区工作区辅工具栏参数设置区寄存器信息提示区状态栏详细信息按钮2.通过光电倍增管探测器探测荧光谱线（1）将数据采集器后板单色仪口（monochromator）用数据线与单色仪SBP500连接，再将单色仪（SBP300与SBP300）的输出口与电脑主机的数据线口连接（2）将HVC1005型高压稳压电源的输出电压

5、口与光电倍增管的高压线口连接（3）将氙灯电源输出端（氙灯电源）与氙灯光源室连接（4）开启溴钨灯电源，电源指示灯亮（5）将电流调节旋纽顺时针调到最大,再按触发按纽,溴钨灯光源室灯变亮后松开触发按纽,然后调节电流旋纽到工作电流范围内(溴灯工作电流:7.5~9A)（6）通过计算机控制SBP300单色仪，选择可见光范围内的一入射波长，打开样品室，调节载物台，使通过载物台上直角棱镜上的反射光能完全进入样品室的出射狭缝上，然后选择合适的材料的激发波长。（7）打开HVC1005型高压稳压电源，调节连续电压旋钮，使输出电压合适（注意每次打开样品室时，一定要关掉HVC1005型高压稳压电源，否则光电倍增管

6、容易烧坏）。（1）将SBP500单色仪电源开关打开，将听到光栅转动的喀嚓声，待声音停止后再打开数据采集器的开关。（2）打开SCS光谱仪控制系统，进入数据采集界面，在左上角选择参数设置，进入参数设置界面（10）数据采集器有两个通道（A，B），观察探测器与哪个通道连接，然后在参数设置中选择相应的通道，由于我们用的是光电倍增管探测器探测信号，所以我们选择模式为电流输入，再选择合适的增益数。（11）参数设置完之后按确定按纽，如果采集系统状态出现“连接成功”红色字样再进入数据采样界面，选择采样光栅数，对起始波长、终止波长以及扫描间隔设数，然后进行采样，在采样界面观察荧光发射谱线。五．数据分析与处理

7、1.透过率（1）0.1g/mol高锰酸钾透过率（2）0.3g/mol高锰酸钾透过率（3）0.5g/mol高锰酸钾透过率（4）基线2.吸光度（1）0.1g/mol高锰酸钾吸光度（2）0.3g/mol高锰酸钾吸光度（3）0.5g/mol高锰酸钾吸光度（4）基线分析：不同浓度的高锰酸钾在变化趋势上大体相同，但是在同一坐标下的数据有较大差别例：吸光度：0.1g/mol高锰酸钾0.3g/mol高锰酸钾0.5g/mol高锰酸钾六．总结在实验中，