棱镜摄谱和光谱分析

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1、棱镜摄谱和光谱分析PB05204044张雯实验组别：20实验台：实验目的：(1)熟悉摄谱仪的主要结构，了解电极架结构及使用方法(2)熟悉使用电弧发生器激发铁电弧(3)学会使用哈德曼光阑，用棱镜摄谱仪摄取光谱线(4)学会对光谱片作定性分析实验仪器：棱镜摄谱仪，电弧，哈德曼光阑，毛玻璃，氦光谱管，底片盒，谱板，读数显微镜实验原理：(1)棱镜摄谱仪本次实验所用的是可见光范围内的小型棱镜摄谱仪，S为光源，L为透镜，使S发出的发散光会聚后均匀照亮狭缝，S1为狭缝，以控制入射光的宽度；L1的焦距位于S1，这样可以产生平行光，经棱镜折射后再由L2和L3会聚

2、到照相底板F.(2)光谱的定性分析本次实验中使用铁谱作为已知谱，中间为氦谱作为未知谱.因为铁光谱谱线丰富，而且几乎每一条谱线的波长都被准确地测定，故只要并列拍摄铁光谱与未知样品光谱，并对所摄的底片进行测量，通过计算即可求出未知谱线的波长.如下图所示：，为已知的两条铁谱谱线。为，所夹的未知谱线的波长。，，分别为，，处的读数。当与很近时， 成立（为棱镜的色散率）因此可以用插入法得其中，即实验中必须用投影仪将底片上的谱图放大以便识谱和读谱；台式投影仪上有读数装置，可以直接测量各相邻谱线间的距离，而光谱投影仪则需要将底片放到读数显微镜上来测量相邻谱线

3、的距离.实验中最后确定的仪器各项数据：调节对象现象调节目的数据K光谱在“屏幕”中左右移动，k增大时向右移动使铁光谱的可见光区及紫外光区完全在底片的可拍照内部不同频率的谱线的清晰度会发生不相同的改变由于不同频率的光的折射率不同，所以各色光的焦平面所成的面会与光路的垂面产生一定的夹角，调节Q，尽量使底片上焦平面为同一个面谱线的清晰度整体发生改变使焦平面和底片大约在同一位置光谱在底片中上下移动使铁光谱在底片的中间位置哈德曼光阑刻度在最外的刻线，上位置的光谱可以射到底片上，刻度在中间的刻线，中间位置的光谱可以射到底片上，刻度在最内的刻线：下位置的光谱

4、可以射到底片上调节哈德曼光阑使底片的不同位置被感光，再通过改换光源，就可以做到使底片的上下部分为铁光谱，中间为氢光谱。数据处理：实验中，测量的是一条氦谱谱线及其左边的两条铁谱谱线的相应位置，，。如图：依据实验原理，有，则，其中铁谱的疏密和清晰程度各不相同，有的地方稀疏一些，有的地方稠密一些，每条谱线的粗细不同，相邻两条谱线的间距也有很大差别。(1)对谱线1的处理：其中=4957.609埃=4920.505埃由原始数据可得下表123456/mm100.384102.206104.098106.513108.470110.797/mm101.45

5、2103.269105.187107.606109.557111.878/mm102.180104.018105.919108.340110.289112.601/mm0.7280.7490.7320.7340.7320.723/mm1.0681.0631.0891.0931.0871.081表一：对于谱线1的各种数值表其中a)计算的平均值与不确定度统计计算结果：=0.733mm=0.00876mm的A类不确定度：P=0.95n=6取=2.57的B类不确定度：千分尺P=0.95合成不确定度：（P=0.95）b)计算的平均值与不确定度统计计算结

6、果：=1.080mm=0.0121mm的A类不确定度：P=0.95n=6取=2.57的B类不确定度：千分尺P=0.95合成不确定度：（P=0.95）c)计算的平均值与不确定度由公式带入数值，得到该谱线的波长：=埃又两边取对数两边取全微分因此有得到的合成不确定度公式埃(P=0.95)综上，实验测得=埃(P=0.95)（2）对谱线2的处理：其中=4415.152埃=4404.752埃由原始数据可得下表。123456/mm100.450102.564104.672108.895113.508115.783/mm102.145104.255106.3

7、46110.588115.189117.484/mm102.465104.561106.661110.910115.505117.790/mm0.3200.3060.3150.3220.3160.306/mm1.6951.6611.6741.6931.6811.701表二：对于谱线2的各种数值表其中a)计算的平均值与不确定度统计计算结果：=0.314mm=0.00682mm的A类不确定度：P=0.95n=6取=2.57的B类不确定度：千分尺P=0.95合成不确定度：（P=0.95）b)计算的平均值与不确定度统计计算结果：=1.684mm=0.

8、0150mm的A类不确定度：P=0.95n=6取=2.57的B类不确定度：千分尺P=0.95合成不确定度：（P=0.95）c)计算的平均值与不确定度由公式带入数值，