[精品]光谱仪论文

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1、题名：光栅光谱仪测量分析光源的光谱特性作者：姓名：沈鹏飞学号：08281049单位：北京交通大学计算机与信息技术学院摘要：光栅光谱仪是冃前比较先进的进行光谱测量利分析的仪器，也是IT前光谱测量中最为常用的仪器，操作简单、方便，结果准确，应用广泛。本文主耍讨论利用光栅光谱仪测试光谱的方法及原理。Gratingspectrometeristhemoreadvancedspectralmeasurementandanalysisinstruments,iscurrentlythemostcommonlyusedspectr

2、almeasurementinstruments,simpleoperation,convenient,accurateandwidelyused.Thisarticlefocusesontheuseofgratingspectrometertestingmethodsandprinciplesofspectroscopy.关键词：光栅光谱仪、光谱、光源光谱、测量、光栅、Gratingspectrometer,spectrum,lightspectrum,measurement,grating□引言：我们在Id常生活

3、中接触的光源种类繁多，如太阳、白炽灯、L1光灯等不同光源，但是我们只知道它们发出光的颜色，并不知道它们的光谱波长特征，也不清楚它们发出的光由什么样的光谱组成，和波长范围等。在科学技术口新刀异的今天，我们可以制造一些人工光源，这只冇在我们先充分了解需要替代的光源的光谱成分后才能找到合适的替代品，那我们就要借助于光谱仪來对光谱进行分析。光栅光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱测量仪器,主要作用是将复色光分解为单色光，是目前光谱测量屮普遍采用的分光仪器。具有灵敏度高、适应性广、分析速度快和使用方便等特点，在现代工农业

4、主产屮和科学研究屮得到广泛应川。我们可借助光栅光谱仪来对我们口常生活屮的几种常见的光源进行光谱测最，试分析它们的光谱特性；观察其光谱特征，找出各种光源之间的一些共性与各白的弟异性，并试着分析其原因。所以我们要学会分析不同波长的光的光谱特性及其对我们F1常住活的影响;从它们的光谱特征、色度学、显色性出发，找到和开发出更加适合我们人类眼睹的新型光源。正文：从波动学的观点来看，光是-•种电磁波。电磁波可以按具频率或波长排列成波谱，我们通常所说的光是指复色光，是由很多种波长不同的单色光纽成的，它包含了从短波射线到长波无线电波

5、的一个广大的范围。人眼可以感受到的光(通常称可见光)只占其中很窄的一个谱带，通常认为波长2=39()~76()初7(1初2=1()一加)(在真空小)，或者等价的表示为频率u=3.9〜7.7xl(V4Hzo在可见光范围内，随着波长从小到大，所引起的视觉颜色也逐渐从紫色转变到红色。一般我们研究的光学波段，除可见光外，还包括波长小于紫光的紫外线和波长人于红光的红外线，其波长范围人致从1防〃〜mmo光栅光谱仪是口前光谱测量中普遍釆用的分光仪器；所谓分光，也就是将复色光分解为单色光。但是许多光栅光谱仪至今仍釆用手动调巧光栅变

6、换波长的定点测量方式。这种测虽方式冇两个突出的缺点：测量速度慢和操作麻烦，我们将光栅单色仪于计算机相连,组成光谱自动测虽系统，大大提高了光谱测量速度，并使测虽操作变得十分简便，而提鬲了系统的整体性能和应用范围。计算机控制的光栅单色仪光谱口动测量系统，由光栅单色仪及其驱动器和微机控制等3部分组成。系统的光源部分，是由各种不同的光源射出的光经过透镜组聚焦于光谱仪的入射狭缝上。实验中，我们用光源光谱仪分别测量钠灯和氢灯的数据，并绘制图线，从而对钠和氢的光谱进行分析。用同样的方法，我们可以对现实中的各种光源进行对比分析，如太

7、阳光、白炽灯光、荧光灯光等等。通过分析我们可以知道该种光在特定波氏下的光强，从而找到适介我们的光源。耍找到最适合我们人类日常生活的光源，就必须找到一个衡量的标准。按冃前的国际照明委员会CIE的标准，就要考虑到人工光源的光源舒适感和其显色性，卜•面我们就粗略的介绍一下。人眼的视觉器官在发展史上是从动物眼发展进化而來的，在漫长的进化过程中，由于对太阳光线物理特性的适应，形成了人的视觉器官的特殊结构一眼睛及视网膜的锥体细胞和杆细胞，能专门适应白昼和黑夜的相互转化。人的眼睛在白昼一直是适应自然光的。A阳的辐射是连续光谱，口出

8、前口落后色温较低，约为2000〜4500K,中午和阴天色温略高，约为5000〜7000K。自然条件下，人在夜晚利用火光进行照明，在原始时代，人们点燃篝火，后来发明了汕灯和蜡烛。光也是色温较低的连续光谱。总Z,人类在几十万年的历史进程中特别习惯于日光和火光，对这两种光色形成了特姝的偏好。科学上用此方法进行研究，其结果表明，太阳是最理想的光源，那是