紫外光栅光谱仪的设计与搭建

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1、紫外分光光度计的设计与搭建物理101王旭杰王林苗1010312310103122实验仪器简介实验方案构想实验与结论实验总体要求：根据实验室现有的组合式多功能光栅光谱仪、氘灯、氘灯电源、吸收池等设备自行设计并搭建一台紫外分光光度计，并利用搭建的紫外分光光度计分析乙醇的吸收光谱特性。组合式多功能光栅光谱仪WGD-8型/8A型多功能光栅光谱仪可用于各大学及研究部门，作为物理实验教学及光谱分析之用。仪器有两路出射狭缝分别用光电倍增管与CCD接收，WGD-8A型光谱仪是专门为大学的氢氘实验、钠光谱实验设计的仪器，选用优质光电倍增管、光栅、狭缝。确

2、保分辨率达到0.06nm。组合式多功能光栅光谱仪的原理：我们最常见的光栅光谱仪是由入射狭缝S1、准直球面反射镜M1、光栅G、聚焦球面反射镜M2以及输出狭缝S2构成的，如此来了解光栅光谱仪的工作原理就相对简单的多了。首先是衍射光栅，它是在一块平整的玻璃或金属材料表面(可以是平面或凹面)刻画出一系列平行、等距的刻线，然后在整个表面镀上高反射的金属膜或介质膜，就构成一块反射试验射光栅。相邻刻线的间距d称为光栅常数，刻线方向与光谱仪狭缝平行。入射光经光栅衍射后，相邻刻线产生的光程差。复色入射光进入狭缝S1后，经M2变成复色平行光照射到光栅G上，

3、经光栅色散后，形成不同波长的平行光束并以不同的衍射角度出射，M2将照射到它上面的某一波长的光聚焦在出射狭缝S2上，再由S2后面的电光探测器记录该波长的光强度。光栅G安装在一个转台上，当光栅旋转时，就将不同波长的光信号依次聚焦到出射狭缝上，光栅光谱仪光电探测器记录不同光栅旋转角度(不同的角度代表不同的波长)时的输出光信号强度，光栅光谱仪即记录了光谱。氘灯氘灯是紫外可见分光光度计的紫外线光源，它发出的光的波长范围一般为190~400nm的连续光谱带。吸收池分光光度计中盛放试液的容器，常用对所用分析光波波长透过性好的材料制作，如玻璃、石英等。

4、实验方案构想：之前我们已经使用过分光光度计，知道分光光度分析是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。紫外分光光度计，顾名思义就是利用紫外光照射某种物质(这里我们使用一定浓度的酒精)。当紫外光透过酒精时，一部分光被吸收了。我们利用光栅光谱仪就能测定被吸收的那部分光的波长及被吸收的强度。通过图像取值计算，我们就能得到该浓度的酒精对不同波长的光的吸收度和透过率。从而达到我们的实验目的。在仪器的搭建中，我们发现有两种方案可供选择：方案一：让紫外光先透过装有酒精的吸收池，经过吸收后的光再经过光栅把混合光进行色散，色散后

5、的分光经过光电倍增管放大光信号转换成电信号输入计算机，绘成光谱！方案二：让紫外光先经过光栅后进行色散，色散后的分光再透过装有酒精的吸收池，经过吸收后的分光由光电倍增管放大光信号转换成电信号输入计算机，绘成光谱！实验与结论：接下来我们将完成实验，并将所得数据进行处理分析，与之前我们做过的UU紫外可见分光光度计的实验进行对比。实验结论稍后呈现！谢谢！