2、单缝衍射理论：
I I0
sin
2 2



a sin
相对光强分布曲线

3、光栅的衍射条纹
L
C
P
o
f
条纹特点： ◈ 明纹细而明亮，明纹间的暗区较宽。 ◈ 各明纹光强分布与单缝衍射的强度分布一样。 条纹特点：亮、细、疏
分辨本领：分辨两条非常接近的谱线的能力。 根据瑞利准则定义，当一条谱线的中心正好落在另一条谱线的 最近极小时，此时两条谱线称恰能分辨。
m m m
自由光谱区
/ m
在此范围内区域将不会有迭级，称为自由光谱区。
在光谱仪中，光谱级次的重叠与相互交错不利于光谱的测量
，设置会引起光谱分析的错误，应该设法避免，经常采用的 方法有：
（1）利用滤光片滤去不需要的光谱级次
（2）用棱镜或光栅做预置色散，使它的色散方向
在一定的波长时，衍射强度的大小取决于刻线的形状，刻度光栅制成 一个特定的发光角，决定反射加强部分的光波。 故此他能将最大的衍射能量集中到所需要的级次上。
自由光谱区
m 1 1 m 2 2
不同级次 不同波长
假设波长λ的第m+1级与λ+Δλ的第m级重叠
( m 1) m ( )
透射光栅反射光栅NFra bibliotek
d
s
平面式光栅 闪烁光栅
：入射光线和
光栅面之间夹角
：衍射光线和光栅 面之间夹角衍射角

d ：光栅常数
当一束平行光束以入射角 入射到光栅上，相邻两刻槽上衍
射出来的两平行光束的光程差 ：
d (sin sin )

2 d (sin sin )
二、闪耀光栅

三个角度：
入射光线和光栅面法线之间夹角
衍射角

刻槽面和光栅面法线的夹角 N:光栅法线
n：刻槽面法线
闪耀光栅的单缝衍射因子发生了变化，在镜面反射的情况下：
ir
i
r
闪耀角条件
( ) / 2 此时反射系数为最大值
与闪耀角对应的波长为闪耀波长 m = 2 d sin b
当用凹面光栅组成的光谱仪时，光束的准直、会聚、色散三
中作用和在一起，不用反射镜，故凹面光栅的光谱光路比较 简单。
垂直于主仪器的色散方向，使不同级次的光谱沿高 速方向拉开，达到分离光谱的目的。
三、光栅单色仪 （切尔尼-吐奈尔光栅单色仪）
Czerny-Turner光栅单色仪
工作原理： 采用反射光栅G。通过狭缝S2的入射光经反射镜M3投射到反 射镜M2上，经M2反射后形成平行复合光，投射到反射光栅G 上，光栅可以将入射光色散成许多平行单色光投射到凹面反 射镜M1上，在S2外侧有一光电倍增管PMT，当光谱仪的光栅 转动时，光谱讯号通过光电倍增管转换成相应的电脉冲，并 由光子计数器放大、计数，进入计算机处理，在显示器的荧 光屏上得到光谱的分布曲线。
凹面光栅（concave grating） 在高反射金属凹面上刻划一系列的平行线条构成反射光栅， 具有分光和聚光能力。若将狭缝光源和凹面光栅放置在同一 圆周上，且该圆的直径等于凹面光栅的曲率半径，可得到很 锐的细光谱线，该圆称为罗兰圆 。

在光谱线中短波长的获取是通过高速电离的原子或是X射线光谱，采用 掠入射也能用来减小光栅中的吸收损耗。
d
一条谱线的最大值整好落在 另一条谱线的相邻的最小值上。
H


H mN
结论：衍射级次与刻槽数的乘积即为分辨本领。 故采用高的光谱级次m和增大光栅的刻线总数均 可使光栅的分辨率提高。
光栅分类
光栅分为刻划光栅、复制光栅、全息光栅等。刻划光 栅是用钻石刻刀在涂薄金属表面机械刻划而成，它在 制造过程中的周期性误差会引起假的谱线，产生所谓 的鬼线。复制光栅是用采用铸造法由母光栅复制而成。 全息光栅作为一种新颖的分光光学元件, 在分光光 度计、单色仪、激光器选频等方而的应用日趋广泛。 目前, 国内制造全息光栅, 是应用全息照相法, 即在光 学平面基片上涂上光敏材料, 用两束单色的氩激光或 氦氖激光, 在光敏层上产生干涉条纹。
光谱仪是研究物质对光的吸收与发射,它的任务将包含多种 波长的复合光以波长(或频率)进行分解,即分光。光谱仪分为棱 镜光谱仪和光栅光谱仪.现在光栅光谱仪因覆盖波段范围宽，分 辨率高等优势已经取代棱镜光谱仪。
光栅光谱仪
第一节 光栅光谱仪
一、光栅
1、结构：由一组相互平行、等宽、等间距的狭缝构成的光学器件。 分类：透射式和反射式光栅，反射式光栅又有平面式和闪烁光栅。
选择特定的波长进行记录
S2采用照相感光板代替，经过曝光和显影处理得到不同黑度的条纹
光栅摄谱仪
在单色仪的出射光中往往包含有波长调定以
外的光，称为杂散光。杂散光影响测量的精 度，一般采用双单色仪来消除这种影响。 双单色仪是把两个单色仪组成整体使用。第 一个单色仪的出射狭缝作为第二台单色仪入 射狭缝。