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《畢業(yè)論文-光柵光譜儀的使用-測量高錳酸鉀溶液》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、光柵光譜儀的使用(高龍環(huán)境科學(xué)91102班)【摘要1在木實(shí)驗(yàn)中,我們使用Na燈校準(zhǔn)了光譜儀,釆校準(zhǔn)的光譜儀對水和不同濃度的高錳酸鉀溶液的吸光度以及透過率進(jìn)行了測量,并測定吸光度和透過率的不同曲線,對不同濃度的高錳酸鉀的吸光度和透過率圖像進(jìn)行了綜合比較。得到了較為精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?!娟P(guān)鍵詞1吸光度曲線;透過率曲線1引言光譜分析是研究原子和分子結(jié)構(gòu)的重要手段,現(xiàn)有關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的知識,大部分來自對各種原子光譜的研宄。通過光譜研究,可以得到所有研究物質(zhì)中含元素的組分和原子內(nèi)部的能級結(jié)構(gòu)及和互作用等方面的信息。在光譜分析中,用于分光的光譜儀器和檢測光的光探測器對分析結(jié)構(gòu)有決定性作用。2光柵
2、光譜儀多功能光柵光譜儀(單色儀)是一個光譜分析研宄的通用設(shè)備??梢匝芯恐T如氫氘光譜,鈉光譜等元素光譜(使用元素?zé)糇鳛楣庠矗?。本?shí)驗(yàn)中使用的就是WGD-3型組合式多功能光柵光譜儀。3WGD-3型組合式多功能光柵光譜儀的規(guī)格與主要技術(shù)指標(biāo)波長范圍焦距相對孔徑波長精度波長重復(fù)性雜散光200—800mm302.5mmD/F=l:7±0.4nm±0.2nm彡10-34WGD-3型組合式多功能光柵光譜儀的基本原理WGD-3型組合式多功能光柵光譜儀,由光柵.單色儀,接收單元,掃描系統(tǒng),電子放大器,A/D采集單元,計算機(jī)組成。該設(shè)備集光學(xué)、精密機(jī)械、電子學(xué)、計算機(jī)技術(shù)于一體。光學(xué)系統(tǒng)采用C-T
3、型。如閣1S2閣.1Ml反射鏡、M2準(zhǔn)光鏡、M3物鏡、G平面衍射光柵S1入射狹縫、S2光電倍增管接收、S3觀察口入射狹縫、出射狹縫均為直狹縫,寬度范圍0—2.5mm連續(xù)可調(diào),光源發(fā)射出的光束進(jìn)入入射狹縫SI,S1位于反射式準(zhǔn)光鏡M2的焦面上,通過S1射入的光束經(jīng)M2反射成平行光束投向平面光柵G上,衍射后的平行光束經(jīng)物鏡M3成像在S2上或S3上。M2、M3焦距302.5mm光柵G每毫米刻線1200條閃耀波長550nm二塊濾光片工作區(qū)間白片320—500nm黃片500一800nm光柵光譜儀結(jié)構(gòu)如圖2所示。光柵光譜儀的色散元件為閃耀光柵。光柵由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動,由計算機(jī)軟件驅(qū)動,可以獲得
4、較高的精度。兩個球面鏡分別將入射光射向光柵并接受由光柵出射的光線,其對角度的控制是由光柵的位置決定的。出射光線最后被光電倍增管接收,轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號并有計算機(jī)識別。而光電倍增管是一種常用的靈敏度很高的光探測器,它由光圖.2陰極、電子光學(xué)輸入系統(tǒng)、倍增系統(tǒng)及陽極組成,并且通過高壓電源及一組串聯(lián)的電阻分壓器在陰極——打拿極(又稱“倍增極”)——陽極之間建立一個電位分亦。光輻射照射到陰極時,由于光電效應(yīng),陰極發(fā)射電子,把微弱的光輸入轉(zhuǎn)換成光電子;這些光電子受到各電極間電場的加速和聚焦,光電子在電子光學(xué)輸入系統(tǒng)的電場作用下到達(dá)第一倍增極,產(chǎn)生二次電子,由于二次發(fā)射系數(shù)大于1,電子數(shù)得到
5、倍增。以后,電子再經(jīng)倍增系統(tǒng)逐級倍增,陽極收集倍增后的電子流并輸出光電流信號,在負(fù)載電阻上以電壓信號的形式輸出,其原理如圖3所示。圖.35實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1.接通電源前,認(rèn)真檢查接線是否正確2.狹縫的調(diào)整狹縫為直狹縫,寬度范圍0—2.5mm連續(xù)可調(diào),順時針旋轉(zhuǎn)為狹縫寬度增大,反之減小,每旋轉(zhuǎn)一周變化0.5mm。為延長使用壽命,調(diào)節(jié)時注意最大不超過2.5mm,平日不使用時,狹縫最好開到0.1—0.5mm左右。3.濾光片為去除光柵光譜儀中的高級次光譜,在使用過程中,操作者可根據(jù)需要把備用的濾光片插入入縫插板上。濾光片共兩片,工作區(qū)間白片320—500nm黃片500—800nm4.轉(zhuǎn)換開關(guān)檢
6、查轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置,確認(rèn)是否在工作位置,若光電倍增管接收,請將扳手放在“光電倍增管”檔,若觀察譜線,可將旋鈕指示停在“觀察”檔5.安裝軟件6準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)樣品儀器已經(jīng)校準(zhǔn)和檢查完畢,我們需要對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行釆集和分類。實(shí)驗(yàn)樣品:蒸餾水0.1高錳酸鉀0.25高錳酸鉀0.3高錳酸鉀0.5高錳酸鉀其中蒸餾水是作為基線進(jìn)行光譜檢測的6蒸餾水的基線光譜圖通過對其進(jìn)行檢峰處理我們可以看到在最小峰高為50.0最大峰高為1000.0時有四個波峰通過對其進(jìn)行檢谷處理我們可以看到在最小峰高為50.0最大峰高為1000.0時有一個波谷。如圖所示:尋睦/谷窗口此圖為蒸餾水的光譜圖也是本實(shí)驗(yàn)的基線圖:〔30聆茸7
7、不同濃度的高錳酸鐘溶液的透過率和吸光度光譜圖將不同濃度的高錳酸鉀溶液的透過率圖線放在一起比較,我們可以清楚地看到雖然高錳酸鉀的濃度不同,但是在相近的波長處他們的曲線走勢十分相近,由此我們可以根據(jù)圖像來說明高錳酸鉀溶液的濃度對其透過率圖像走勢影響很小,只是由于濃度不同透過率的大小有差異。如閣:逸過率同樣,我們將不同濃度的高錳酸鉀溶液分別進(jìn)行吸光度的測量,我們可以得到相同的結(jié)果,雖然吸光度的大小隨著溶液的濃度的不同而發(fā)生著變化,但是同樣圖形的走勢大同小異。如圖:吸光度cabs〕(3)鈐菅對兩個圖