
分光計(Spectrometer)是用于測量光波波長、分析光譜成分及研究物質光學性質的高精度儀器。其核心功能基于光的色散原理,通過将複合光分解為單色光并測量各成分的波長分布,廣泛應用于物理、化學、天文學及材料科學領域。
結構組成
典型分光計包含三個核心模塊:
2.色散元件:棱鏡或衍射光栅,根據材料折射率差異實現光譜分離(國家标準GB/T 7962.12-2010);
3.觀測系統:配備望遠鏡和刻度盤,可精确測定偏轉角度(《大學物理實驗教程》第七章)。
工作原理
基于夫琅禾費衍射理論,當光通過衍射光栅時滿足公式:
$$
d(sintheta + sinalpha) = mlambda
$$
其中d為光栅常數,θ為入射角,α為衍射角,m為衍射級次。該公式被美國國家标準技術研究院(NIST)列為光譜測量基礎标準。
應用實例
技術分類
根據色散元件可分為棱鏡分光計與光栅分光計兩類,後者因更高分辨率成為現代實驗室主流配置(國際光學工程學會SPIE技術報告)。
分光計(Spectrometer)是一種用于精确測量光線偏轉角度或進行光譜分析的光學儀器。以下是其詳細解釋:
分光計通過色散原理将複合光分解為單色光,并測量光線的偏轉角度。它廣泛應用于測量折射率、波長、色散率、衍射角等光學參數,是光學實驗和光譜分析的基礎工具。
光線通過狹縫和準直管形成平行光,經光學元件(棱鏡/光栅)反射或折射後進入望遠鏡成像。通過測量偏轉角度,結合公式(如折射定律)計算目标參數。
分光計屬于精密儀器,調節需嚴格遵循步驟(如粗調、細調準直管與望遠鏡同軸)。其衍生儀器包括光譜儀、分光光度計等。
如需更詳細的操作方法或公式推導,可參考光學實驗手冊或專業文獻。
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