光源辐射能谱的测定.ppt

大 学 物 理 实 验 实验4 光源辐射能谱的测定 大 学 物 理 实 验 一、 实验目的 1.了解物质发光的光谱特性与物质结构的关系。 2.了解光栅光谱仪和光电倍增管的结构、工作 原理及使用。 3.掌握用光栅光谱仪测定光源辐射能谱的方法。 4.了解计算机在实验技术中的应用。 大 学 物 理 实 验 二、基本要求 1、讲清光谱、连续光谱和分立光谱的概念。 2、讲清辐射通量、辐射能谱的概念。 3、讲清用比较法测光源辐射能谱的方法 和公式： 以及计算公式： 4、桌面仪器的连接及使用方法介绍 5、实验方法及要求、数据处理同讲义。 6、只作数据处理于预习报告册上 大 学 物 理 实 验 三、 实验原理 1.基本概念： 光谱：发光体发出的电磁波强度随波长 的分布。 辐射通量：单位时间所发出 的光辐射强度。 辐射能谱：辐射通量随波长的分布， 用 表示。 图1-1、 分立光谱和连续光谱 大 学 物 理 实 验 2.光谱仪 o 光谱仪也称为摄谱仪：把光波按波长展开,并把不同 成份的强度记录下来,或把按波长展开后的光谱摄成相 片的仪器 o 光谱仪一般由分光仪和探测器两部分构成。 光 源光栅单色仪光电倍增管 电控系统 电 源 计 算 机键盘 鼠标 显 示 器 A/D接口电路 光 栅 光 谱 仪 计 算 机 系 统 图1-2 WGD-3光栅光谱仪结构框图 大 学 物 理 实 验 3、光源的辐射能谱及其测量 光栅光谱仪可实现对光源辐射能谱的测量。 测量时，探测器测得的单色仪输出的不同波长 的光对应的光电压为U()。 图1-3 绝对黑体相对辐射能谱 相 对 能 量 10 8 6 4 2 0 1 2 3 46 波 长（m） T=2000K T=1500K T=1000K 大 学 物 理 实 验 四、 实验仪器 WGD-3型组合式多功能光栅光谱仪 白炽灯 GP20Hg低压汞灯 大 学 物 理 实 验 五、实验步骤 1.测量GP20Hg低压汞灯的相对辐射光电压分布 U() (1)打开汞灯电源，将仪器放置于适当位置。 (2)打开电控系统电源，进入操作界面。 (3)选定“参数设置”菜单，合理设置参数。 (4)选择“工作方式”菜单，单击“单程扫描” (5)扫描完成后读取数据，选定“检峰”选项，记录 下 各峰的波长和相应的相对光电压值 (6)关掉汞灯电源并将其移开 大 学 物 理 实 验 2测量白炽灯的相对辐射光电压分布Us() (1) 打开白炽灯电源，将其灯丝对准光谱仪的入射狭缝 S1处，旋转调光旋钮使灯至最亮。 (2) 选定“参数设置”菜单，进行参数设置。 (3) 按前述（4）（5）步骤，在屏幕上获得白炽灯的 辐射光电压分布曲线。 (4) 移动游标“”，读取数据并列表记录。 (5) 改变灯丝温度，使灯光稍暗，观察不同灯丝温度时 白炽灯的辐射光电压分布曲线。 3结束实验 大 学 物 理 实 验 六、 参考数据 GP20Hg低压汞灯相对辐射能谱的测量数据表（Td =2444K） (nm)404.0407.2435.2546.6576.5 U()500.645.4966.5349.932.0 US()192.6199.5329.8543.5515.8 ES()(10-20)4.3834.7248.58642.72657.897 E()(10-20)11.393