ma-1-光學(xué)分析方法(編輯修改稿)
2025-08-31 09:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的光學(xué)系統(tǒng)） 作用：將復(fù)合光 分解為 單色光 組成 :入射 /出射狹縫，準(zhǔn)直鏡 ,色散器（棱鏡或光柵） — 根據(jù)光的折射現(xiàn)象進(jìn)行分光 棱鏡對不同波長的光具有不同的折射率 ， 波長 長 的光 ， 折射率 小 ；波 長 短 的光 ， 折射率 大 。 根據(jù)折射定律： 注：空氣折射率為 1 當(dāng)復(fù)色光以同一入射角投射到棱鏡時 ， 出射的各波長光有了不同的 偏向角 δ ， 這種現(xiàn)象就稱為色散 。 波長越短 ， 色散角越大 。 色散后的光經(jīng)聚焦在焦面上的不同位置上成像 ， 獲得按波長展開的光譜； （ 1） 角色散率： 用 dδ/dλ表示 ， 表示 偏向角 δ對波長的變化率； 當(dāng)棱鏡安置在最小偏向角的位置 （ 入射光通過棱鏡時與底邊平行 ） ， 這時有： 結(jié)論： （ 1） α 大 ， dδ/dλ 大； α ~ 600 （ 2） n 大 ， dδ/dλ 大 棱鏡的光學(xué)性能 —— 色散率和分辨率 （ 2）線色散率：用的 dl/dλ表示，表示兩條譜線在焦面上被分開的距離對波長的變化率。單位為mm/nm。 （ 2）分辨率： 相鄰兩條靠得很近的譜線分開的能力 ddn? 為 棱 鏡 材 料 的 色 散 特 性ddnRb???? ? ?? λ : 兩條相鄰譜線的平均波長； Δλ：指 剛好能分辨的 兩條譜線 間的波長差； b： 棱鏡的底邊長度； n：棱鏡介質(zhì)材料的折射率。 棱鏡的分辨率與波長有關(guān) ： λ 小， dn/dλ大， R大 ，棱鏡分離后的光譜屬于 非均排光譜 。 ? 瑞利 (Rakleigh)準(zhǔn)則來確定 。 等強度的兩條譜線 （ I， II） 中 ， 一條 （ II） 的衍射 最大強度 落在另一條的 第一最小強度 上時 ， 中央的光強約為最大的80%， 在這種情況下 ， 兩譜線最大值間的距離即是光學(xué)儀器能分辨的最小距離 。 —— 根據(jù)光的干涉、衍射現(xiàn)象進(jìn)行分光 ?在平板玻璃或金屬板上刻劃出一道道等寬 、 等間距 、 平行的刻痕 。 ?常用光柵刻痕密度每毫米為1200條 、 1800條或 2400條； 光柵光譜的產(chǎn)生是多狹縫 干涉 與單狹縫 衍射 共同作用的結(jié)果 ， 前者決定光譜出現(xiàn)的位置 ， 后者決定 譜線強度分布； 光柵的色散原理 光柵公式： d (sinα177。 sinθ)=Kλ α、 θ為入射角和衍射角； K為光譜級次 ,K=0, 177。 1, 177。 2, … 整數(shù) d為光柵常數(shù) (mm):相鄰兩刻痕間的距離 ， 即為光柵刻痕密度 b（ mm1)的倒數(shù)； λ 為衍射光的波長 ? 由光柵公式 d (sinα177。 sinθ)=Kλ 可見： （ 1）當(dāng) d 、 α、 K 相同時，波長 λ不同，衍射角 θ不同，因此混合光發(fā)生色散。 其色散線波長排布由入射線異側(cè)向同側(cè)方向增長。 （ 2） k=0時，光柵不起色散作用。 （ 3） K不同， λ不同，但 K λ相同， θ相同 譜線重疊， 需分離：用濾光片或棱鏡預(yù)色散。 例：去除二級光譜對一級光譜重疊影響的濾光片 一級光譜 濾光片 185380nm 空氣吸收 360660nm 無色光學(xué)玻璃 660900nm 紅色濾光片 光柵的光學(xué)參數(shù)： 1. 色散率 (1)角色散率 當(dāng)入射角不變時 ， 光柵的 角色散率可通過對光柵公式求導(dǎo)得到： ???c o sdKdd ? dθ/dλ為衍射角對波長的變化率 ， 即光柵的角色散率 。 當(dāng) θ很小 ， 且變化不大時 ， cosθ ≈1， 光柵的角色散率決定于光柵常數(shù) d 和光譜級數(shù) K ， 常數(shù) ， 不隨波長改變 ， 均排光譜 （ 優(yōu)于棱鏡之處 ） 。 222 sindd21 sin2nn???? ????棱鏡的角色散率 (2)光柵的線色散率 單位為 mm/nm sind l d f K fd d d?? ? ?? ?
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