光学分光计英文解释翻译、光学分光计的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 optical spectrometer
分词翻译:
光学的英语翻译:
optics
【化】 optics
【医】 optics; photology
分光计的英语翻译:
spectrometer
【化】 spectrometer
【医】 spectrometer
专业解析
光学分光计(Optical Spectrometer)是一种用于测量光(电磁辐射)的波长组成或强度随波长分布的科学仪器。其核心功能是将复合光分解成其组成波长的光谱,并测量各波长成分的强度。以下是详细解释:
一、术语定义与核心功能
- 中文术语: 光学分光计
- 英文对应: Optical Spectrometer
- 核心功能: 利用色散元件(如棱镜或光栅)将入射的复合光(包含多种波长)在空间上分离成其单色成分(光谱),然后使用探测器测量不同波长位置的光强度,从而获得光源的光谱分布(光谱图:光强度 vs. 波长)。
二、工作原理与关键部件
光学分光计通常包含以下核心部件:
- 入射狭缝: 限制进入仪器的光束大小和形状,提高分辨率。
- 准直系统: 将来自狭缝的发散光变成平行光束照射到色散元件上。
- 色散元件: 这是核心部件,实现分光功能。
- 棱镜: 利用不同波长光在玻璃等介质中的折射率不同而发生色散(棱镜分光)。
- 衍射光栅: 利用光的衍射和干涉原理,不同波长的光在不同角度发生相长干涉(光栅方程:$nlambda = d(sintheta_i pm sintheta_m)$),从而实现分光。光栅因其更高的分辨率和线性色散成为现代分光计的主流。
- 成像系统: 将色散后的单色光聚焦到成像平面上。
- 探测器: 位于成像平面上,测量不同波长位置的光强度。
- 传统方式: 使用出射狭缝和单一探测器(如光电倍增管),通过旋转光栅或棱镜进行波长扫描。
- 现代方式: 使用阵列探测器(如CCD或CMOS),可同时测量整个光谱范围,称为光学多道分析仪(OMA)。
三、关键参数与特性
- 波长范围: 仪器能够测量的光谱区间(如紫外、可见光、近红外)。
- 光谱分辨率: 仪器区分两个相邻波长的能力,通常用最小可分辨波长差(Δλ)表示。分辨率越高,能分辨的谱线越精细。
- 波长精度: 仪器测量波长值的准确度。
- 杂散光水平: 非测量波长光到达探测器的量,影响低强度信号的测量精度。
四、主要应用领域
光学分光计是基础科学研究和工业检测的重要工具,应用广泛:
- 光谱分析: 识别物质的成分(原子发射/吸收光谱、分子吸收/荧光光谱)。
- 材料表征: 测量材料的透射率、反射率、吸收系数等光学性质。
- 颜色测量: 精确测量光源或物体的颜色参数。
- 环境监测: 检测大气或水体中的污染物浓度。
- 生物医学: 用于生化分析、血氧检测、荧光标记物检测等。
参考资料:
- Hecht, E. (2017). Optics (5th ed.). Pearson Education. (Chapter 10: Interference, Chapter 11: Diffraction) - 标准光学教材,详细阐述衍射光栅原理。
- ASTM E275 - 08(2018) Standard Practice for Describing and Measuring Performance of Ultraviolet, Visible, and Near-Infrared Spectrophotometers. ASTM International. - 国际标准,规范分光光度计性能描述和测量方法。
- Ocean Insight. Spectrometer Fundamentals. - 专业光谱仪器制造商提供的技术基础文档。
- Harris, D. C., & Bertolucci, M. D. (1989). Symmetry and Spectroscopy: An Introduction to Vibrational and Electronic Spectroscopy. Dover Publications. - 经典光谱学教材,涵盖分光计在各领域的应用原理。
网络扩展解释
光学分光计是一种用于精确测量光线偏转角度的精密光学仪器,其核心功能是通过光的色散或衍射现象,测定光学参数如折射率、波长、色散率等。以下从多个角度详细解释其含义:
1.定义与用途
光学分光计又称测角仪,主要用于测量光线经过光学元件(如棱镜、光栅)后的偏转角度。通过角度测量,可间接获得波长、棱镜材料的折射率、色散率等物理量。例如,在棱镜色散实验中,不同波长的光因折射角不同而分离,分光计可精确测定这些角度差,进而计算波长。
2.核心结构
分光计由三大核心部件构成:
- 平行光管:产生平行光束,包含可调狭缝和透镜组,确保入射光为平行光。
- 望远镜:用于观察和定位光线,内置物镜、目镜及分划板,通过调节可接收平行光并成像。
- 载物台与刻度盘:载物台固定光学元件(如棱镜),刻度盘结合游标系统可精确读取偏转角度(最小精度达半度)。
3.工作原理
其基本原理是将入射光转换为平行光,经光学元件反射或折射后进入望远镜成像。通过测量成像位置对应的角度,结合物理公式(如折射定律$n = frac{sinleft(frac{A+delta}{2}right)}{sinleft(frac{A}{2}right)}$,其中$A$为棱镜顶角,$delta$为最小偏向角)计算目标参数。
4.主要应用
- 教学实验:大学物理实验中用于验证光的波动性、测量材料光学常数等。
- 科研与工业:作为光谱仪、单色仪等仪器的光学基础结构,应用于材料分析、天文观测等领域。
5.调节与难点
分光计调节需保证光轴与仪器转轴垂直,确保测量平面一致性。难点在于望远镜和平行光管的共轴校准,需通过逐步调节狭缝宽度、透镜位置等实现。
光学分光计是光学测量中的基础工具,其精密角度测量能力使其在科研与教学中不可或缺。更多技术细节可参考(结构原理)、(应用场景)等来源。
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