光谱的测量实验报告.doc

光谱的观察与波长的测量实验目的：1、了解小型棱镜摄谱仪的结构和使用。2、初步掌握用小型棱镜摄谱仪，测量波长的方法。实验仪器：1、小型棱镜摄谱仪（读谱）；2、高压汞灯。实验原理：复色光经色散系统（如棱镜、光栅）分光后，按波长的大小依次排列的图案，称为光谱。任何物质的原子或分子都能发射光谱和吸收光谱，这是由物质中所含元素的成分、多少和结构决定。每一种元素的原子，经激发后再向低能级跃迁时，可发出包含不同频率（波长）的光，这些光经色散元件即可得到一对应光谱。 一般情况下，棱镜是非线性色散元件，但是在一个较小波长范围内（几个纳米之内），谱线波长差较小，可以认为色散是均匀的，即在空间依次排列的各条谱线所对应的波长大小，与谱线之间的距离有线性关系，如波长为的待测谱线位于已知波长和谱线之间，如右图所示。 则有： =+/ () （1）式中x和d分别是这三条谱线所对应的距离。该方法俗称为线性插入法。实验内容及步骤：用小型棱镜摄谱仪的读谱装置，依次测出高压汞灯光谱中的三条相邻的蓝色谱线（、）的位置，测量68次。根据“线性插入法”求出待测波长。实验数据：光谱测量原始数据记录 （表1）测量次数123456位置坐标（mm）21.33821.33521.33621.33521.33721.336位置坐标（mm）21.64121.63721.64021.63621.64221.638位置坐标（mm）21.86621.86321.86421.86521.86221.865数据处理：根据原始数据记录（表1）计算出“x”和“d”。列表如下： 表2测量次数123456平均x（mm）0.3030.3020.3040.3010.3050.3020.3028d（mm）0.5280.5280.5280.5300.5250.5290.5280根据公式（1）计算出待测波长：=+/() =435.84+0.30280/0.5280(433.92-435.84)= 434.739(nm)直接测量物理量“x”和“d”不确定度的估算“x”的A类不确定度为：“x”的总的不确定度为： 同理：“d” 的不确定度为：的不确定度估算：根据间接测量的不确定度的传递公式：得：相对不确定度为：的测量结果为：光谱测量原始数据记录 （表1）测量次数12345678位置坐标（mm）25.28225.27925.27825.27525.29125.28825.28025.290位置坐标（mm）25.57725.59125.60025.59225.58925.59225.59125.610位置坐标（mm）25.80525.81925.84025.82425.82725.83125.82625.850 测量者：卢秋菊/黄彩婷（化学学院食品09-2） 2010/09/27测量次数12345678位置坐标（mm）19.72819.73819.72919.73919.70019.75219.63819.678位置坐标（mm）20.02820.03320.02420.03620.00420.07519.98820.002位置坐标（mm）20.25220.25520.25520.24820.23920.31020.22