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摘 要：本文分析和计算了光栅光谱仪的实验室色分辨本领。文献上在计算光栅光谱仪色分辨本领时，将光源看做数学上的点或线，然而在实验中光源是有一定宽度的，这会对色分辨本领造成影响。本文对实验中色分辨本领公式进行推导，结合公式及计算数据对分辨本领进行分析和讨论，发现实际分辨本领比理想情况下的要小得多。55223
毕业论文关键词：光栅，光栅光谱仪，分辨本领，实验误差
Abstract：In this article the chromatic resolving power of grating spectrometer in laboratory is anlyzed and calculated. In ordinory literature the chromatic resolving power’s fomula is deduced basing on that the light souce is a pure mathematical line or dot. In fact, the light souce is always a certain width or size, and it can influence the chromatic resolving power. The actural chromatic resolving power’s fomula with the souce being a definte width has been deduced in this paper, and some experimentry examples of the grating spectrometer are also discussed. As a result, the actual resolving power of a grating spectromerer is smaller than the theoretical case.
Keywords: Grating, grating spectrometer, chromatic resolving power, experiment error
目 录
1 引言 4
2 光谱与光栅及光谱仪的理论知识 4
2.1 光谱 4
2.2 光栅 5
2.2.1 衍射光栅的分类及应用 5
2.2.2 光栅的结构与基本特性 6
2.2.3 光栅方程 7
2.3 光谱仪 8
2.3.1 光谱仪的分类 8
2.3.2 光谱仪的基本组成 8
2.3.3 光谱仪的基本特性简介 9
3 光栅光谱仪分辨本领 10
3.1 光栅的分辨本领 10
3.1.1 光栅的色散本领 10
3.1.2 瑞利判据 10
3.1.3 光栅分辨本领公式推导 11
3.2 光栅光谱仪分辨本领 12
3.3 光栅光谱仪分辨本领公式推导 13
4 光栅光谱仪分辨本领计算实例 14
4.1 光栅光谱仪各参量假定 14
4.2 计算结果 15
结 论 17
参考文献 18
致 谢 19
1 引言
光谱仪是进行光谱研究和物体的光谱分析的装置。从Isaac Newton以来光谱技术得到了广泛的应用和发展。十九世纪末Henry Rowland发明了衍射光栅刻划机和凹面光栅分光装置，从此光栅分光仪器成为光谱领域的主角。它是应用光学技术及光谱技术原理，对物质的结构和成分进行观测、分析和处理的基本设备。它的基本作用是测定被研究的光的光谱组成，包括它的波长、强度、轮廓等，具有分析准确度高、测量范围大、速度快和样品用量少等优点。
作为一种兴起时间并不长的技术，光谱仪在近几十年来有着巨大的发展，尤其是在激光技术、信息处理技术、电子技术、计算机技术以及新型元件的推动下。在二十世纪中期同步辐射光源和激光光源的出现，二十世纪末高分辨率、高量子效率和高灵敏度固态探测器技术的进步，使得光谱仪的面貌焕然一新。如今光谱仪一方面高端仪器向高分辨率和高通量的极端发展，另一方面中小型仪器在追求通用化、低成本和智能化的同时也在不断的大幅度提升分辨率和灵敏度。总的来说多种技术的进步使得该技术领域有了巨大的进步空间。