单色仪的定标与滤光片光谱透射率的测定
【实验目的】
1．了解棱镜单色仪的构造、原理和使用方法；
2．以汞灯的主要谱线为基准，对单色仪在可见光区进行定标； 3．掌握用单色仪测定滤光片光谱透射率的方法。
【实验仪器】
反射式棱镜单色仪，汞灯，硅光电池，灵敏电流计，低倍显微镜，滤光片，会聚透镜，毛玻璃
【实验原理】
单色仪是一种分光仪器，它通过色散元件的分光作用，把复色光分解成它的单色组成。根据采用色散元件的不同，可分为棱镜单色仪和光栅单色仪两大类，其应用的光谱区很广，从紫外、可见、近红外一直到远红外。对不同的光谱区域，一般需换用不同的棱镜或光栅。若采用石英棱镜作为色散棱镜，主要应用于紫外光谱区，
并用光电倍增管作为探测器；棱镜材料用NaCl、LiF或 KBr等，则可用于广阔的红外光谱区，用真空热电偶等作 为光探测器。本实验为玻璃棱镜单色仪，仅适用于可见光 区，用人眼或光电池作为光探测器。
图1所示为反射式棱镜单色仪的结构示意图，其 外壳是圆形的，下方有驱动棱镜台转动的丝杆和读数鼓轮， 外侧装有缝宽可调的入射狭缝S1和出射狭缝S2。其光学系 统由下列三部分组成：
1． 入射准直系统
由入射狭缝S1和凹面镜M1组成，因S1固定在M1的 焦面上，它使S1发出的入射光束经M1后成为平行光束。
2． 瓦兹渥斯（Wadsworth）色散系统
由玻璃棱镜P和平面镜M联合组成一整体，安装在同 图1 一转台上，可以绕通过O点垂直于图面的轴线（棱镜顶角的等分面和底面的交线）转动，该系统的特点是平行光束通过后，以最小偏向角出射的单色光仍平行于原入射光。即该系统为恒偏向色散装置。
3． 出射聚光系统
由凹面镜M2和出射缝S2组成，它将色散后沿不同方向传播的单色光经M2反射后，会聚在M2的焦面，即出射缝S2的平面上，因S2缝宽较小，从S2输出的是波段很窄的光，通常称为单色光。
随着棱镜台绕O轴转动，以最小偏向角通过棱镜的光束的波长也跟着改变，当最小偏向角由小变大时，从S2输出的单色光的波长将依此由长变短。单色仪能输出不同波长的单色光，是依赖于棱镜台的转动而实现，棱镜台的位置是由鼓轮刻度标志的，而鼓轮刻度的每一数值都和一定波长的单色光输出相对应。因此，必须制作单色仪的鼓轮读数和对应光波波长的关系曲线——定标曲线（又称色散曲线），一旦鼓轮读数确定，便可从定标曲线上查知输出单色光的中心波长。
练习一 单色仪的定标
单色仪出厂时，一般都附有定标曲线的数据或图表供查阅，但经过长期使用或重新装调后，数据会发生变化，需重新定标，以对原数据进行修正。
单色仪的定标是借助于波长已知的线光谱以获取对应的鼓轮读数。为了获得较多的点，必须有一组光源。通常采用汞灯、氢灯、钠灯、氖灯以及用铜、锌、铁做电极的弧光光源等。
本实验选用汞灯作为已知线光谱的光源，在可见光区域（400nm—760nm）进行定标。在可见光波段，汞灯主要谱线的相对强度和波长如图2及表1所示。 表1 汞灯主要谱线波长表
颜 色 紫色 蓝绿色 *491.60 *496.03 *496.03 绿色 黄色 橙色 红色 深红色 *607.26 *612.33 *623.44 *671.62 *690.72 708.19 弱 弱 中 中 中 弱 *576.96 *579.07 585.92 589.02 强 强 弱 弱 535.41 536.51 *546.07 567.59 强 中 中 弱 弱 强 弱 波长／nm *404.66 *407.78 410.81 433.92 434.75 *435.84 强 度 强 中 弱 弱 中 强
单色仪的定标与滤光片光谱透射率的测定
