資源描述:
《畢業(yè)論文-光柵光譜儀的使用測高錳酸鉀溶液》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、光柵光譜儀的使用9110216陳凱9110208朱夏晨【摘要】:在本實驗中,我們使用了Na燈校準了光譜儀,采校準的光譜儀對氫-氘原子,Hg燈的光譜進行了測量,并測定鎢燈照射下以蒸餾水的光譜作為基線,分別測量了0.5g/L、0.3g/L、0.25g/L島錳酸鉀溶液濃度的透過率曲線和吸光度,與理論值比較。【關(guān)鍵詞】:光譜圖:透過率曲線;【Abstract】:Duringtheexperiment,weusesodiumlampticalibratethespectrometer,andmeasurethespect
2、rumthetransmissionoftheyellowfilter.Accordingtothedataweacquiredinthelaboratory,wepicturethespectrumchartofthesesourcesandthetransmittancecurve,comparewiththeoreticalvaluecorrespondingly.Themajorwavelengthandtheintensityofeachsourcearegiveninthisexperiment.[
3、Keywords]:spectrumcharttransmittancecurve;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,大部分來自對各種光譜的研宄。通過光譜研宄,可得到所有研究物質(zhì)中含元素的組分和院子內(nèi)不得能級結(jié)構(gòu)及相互左右等方面的信息。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)存決定性作用。2光柵光譜儀:光柵光譜儀(單色儀)是一個光譜分析研宄的通用設(shè)備??梢匝绣持T如氫氘光譜,鈉光譜等元素光譜(使用元素燈作為光源)。本實驗中使用的就是WDS-8型光柵光譜儀。光
4、柵光譜儀結(jié)構(gòu)如圖1所示。光柵光譜儀的色散元件為閃耀光柵。圖一:光柵光譜儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)光柵由步進電機驅(qū)動,由計算機軟件驅(qū)動,可以獲得較高的精度。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,其對角度的掠制是巾光柵的位置決定的。出射光線最后被光電倍增管接收,轉(zhuǎn)化為相應的信號并有計算機識別。而光電倍增管是一種常用的靈敏度很高的光探測器,它由光陰極、電子光學輸入系統(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布。光輻射照射到陰極時,由T光
5、電效應,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,光電子在電子光學輸入系統(tǒng)的電場作用下到達第一倍增極,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,在負載電阻上以電壓信號的形式輸出,其原理如圖2所示。100V200V500V700V900V1100V1200VK一一光陰極;F—一聚焦極:D1?D10—一打拿極;A—一陽極圖2光電倍增管的工作原理3光輻射和特征譜線的形成:光輻射分為平衡輻射(又稱
6、熱輻射)和非平衡輻射(又稱發(fā)光)兩大類。1)熱輻射:任何物質(zhì),一定溫度下都在吸收外來輻射的電磁波,也在向外輻射電磁波。平衡時,吸收的能量和輻射的能量相等。這種輻射稱為熱輻射。對于黑體,入射到表面的全部能量被無反射吸收,同時將等量的能量輻射出去。黑體的單色輻出度W(7),即單位時間、單位面積輻射的單位波長范圍的電磁波能量滿足黑體輻射公式。實際物體都不是黒體。非黑體輻射單色輻出度為:A/02(D=a(^nA/,(n(3.1)a(X,T)的單色吸收比,是一個小于1的系數(shù)。不同波長電磁波的黑體輻射強度不一樣,強度最大的
7、波長用/〃表示。根據(jù)維恩(Wien)位移定律:(3.2)XJT=bw其中常量62.897756107。溫度越低,最大輻射波長就越長。在室溫,物體熱輻射主要在紅外波段。當物體溫度達到800K以上,幵始出現(xiàn)暗紅色的可見光。更高的溫度可輻射白光。白熾燈及實驗室常作為光源使用的鹵鎢燈就是利用鎢絲加熱后的熱輻射工作的。2450K黑體輻射與鎢絲輻射的能量分布曲線見圖3。(2)發(fā)光態(tài)上的電子處于非平衡態(tài)。它向低能級躍遷時就會發(fā)光。設(shè)電子躍遷前后能量分別為1f和0E,發(fā)射光子能量為:hv=—■=Ex—EQ=E(3.3)電子受
8、光輻射激發(fā)到高能態(tài)上導致的發(fā)光稱為光致發(fā)光。光致發(fā)光吋,電子在不同能級間躍遷常見如下幾種情況。(1)電子受光輻射激發(fā),然后以無輻射情況躍遷到低能級。(無發(fā)射躍遷釋放的能量轉(zhuǎn)化成熱能或其它形式)從現(xiàn)象看,物質(zhì)凈/l=—吸收了一個對應波長為*?^的光子。其原理如圖4所示:圖4無輻射躍遷(1)電子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài),再輻射一個同能量的光子回到初態(tài)。在初態(tài)和激發(fā)態(tài)之間可能存在著中間能級。