R↑
。
三、光栅式单色仪系统图
S2
M
发散光
S1
平行光 会聚光 M1 平行光 衍射光 N G N
图12－11 12－
入射狭缝S1和出射狭缝 都位于色散系统的同一侧 都在M的焦面上 的焦面上。 入射狭缝 和出射狭缝S2都位于色散系统的同一侧，都在 的焦面上。 和出射狭缝 都位于色散系统的同一侧， 由入射狭缝S1发出的光束 经凹面反射镜M反射后成为平行光束 发出的光束， 反射后成为平行光束， 由入射狭缝 发出的光束，经凹面反射镜 反射后成为平行光束，投 射到光栅G上 经光色散后的光束重新投射到M上 射到光栅 上，经光色散后的光束重新投射到 上，经M聚焦由平面镜 聚焦由平面镜 M1转折到 狭缝射出。 转折到S2狭缝射出 转折到 狭缝射出。
0级 级 1级 级 短波λ θ 长波λ 图12-8 i
m = 0 时，零级光所有波长都混在一起，没有色散，称零级光谱。 零级光所有波长都混在一起，没有色散，称零级光谱。 其位置对应于反射方向， 其位置对应于反射方向，即 θ = −i
在零级光两边， 称正极光谱； 称负级光谱。 在零级光两边，m>0 称正极光谱；m<0 称负级光谱。
2
相干光束干涉极大值的条件为
∆=
λ λδ δ = = mλ .............................( 2) 2π π 2
光栅方程式为： （1）和（2）可得相邻两光线干涉极大值的条件 ） ）可得相邻两光线干涉极大值的条件——光栅方程式为： 光栅方程式为
d (sin i + sin θ ) = mλ........................(3)
最高光谱级次受条件
sin i + sin θ ≤ 2
mmax ≤ 2d
λ
这是为获得某一波长的m级次光谱而选用光栅时必须遵守的 这是为获得某一波长的 级次光谱而选用光栅时必须遵守的
光栅的分辨率
光栅的分辨率也是以
λ R= dλ
λ R= = m⋅ N dλ
， 提高光谱级次 m ↑ 增加总刻线数 N ↑，可增大分辨率
四、光栅的转动机构
δ=900 α i i β λ
B
φ
N
看谱分析是一种目视发射光谱分析方法。 看谱分析是一种目视发射光谱分析方法。
试样反射的光经准直物镜6变平行光，经光栅分光， 试样反射的光经准直物镜6变平行光，经光栅分光， 再经6聚焦成像，被显微放大在目镜11附近，可供观察。 11附近 再经6聚焦成像，被显微放大在目镜11附近，可供观察。 观察者可直接观察到视场光栏9处的彩色图谱。 观察者可直接观察到视场光栏9处的彩色图谱。
∆ = d (sin i + sin θ ).......... .......... .......( 1)
从波动光学可知： 多缝夫琅和费衍射的强度分布公式为： 从波动光学可知： 多缝夫琅和费衍射的强度分布公式为：
Nδ 2 Sin Sinα 2 I = I0 α Sin δ 2
光栅式光谱仪原理
一、平面衍射光栅的分光原理 (一）光栅方程式 一 反射式平面衍射光栅是在高精度平面上刻有一系列 等宽而又等间隔的刻痕所形成的元件， 等宽而又等间隔的刻痕所形成的元件，一般的光栅 在一毫米内刻有几十条至数千条的刻痕， 在一毫米内刻有几十条至数千条的刻痕，刻划面积 可达到600mm×400mm。 可达到 ×
1.光源、 1.光源、 光源 试样

9.视场 10显微 9.视场 10显微 物镜 光栏 8
11目镜 11目镜
2.保护 2.保护 玻璃
3.反射 3.反射 4.聚焦镜 棱镜 4.聚焦镜 5.狭缝 5.狭缝 图12-15 12-
6.准直物镜 6.准直物镜
7.光栅 7.光栅
二、摄谱仪 摄谱仪是用照相方法把光谱信号记录在照相底板上的仪器。 摄谱仪是用照相方法把光谱信号记录在照相底板上的仪器。
L1
P
θ＝45°59′ 45° L2
S
图12-16 12-
F底片（或CCD） 底片（ CCD）
摄谱仪分为棱镜式和光栅式两种。
光电直读光谱仪
当一束平行的复合光入射到光栅上， 当一束平行的复合光入射到光栅上，光栅能将它按波长在空间 分解为光谱，这是由于多缝衍射和干涉的结果。 分解为光谱，这是由于多缝衍射和干涉的结果。 光栅产生的光谱， 光栅产生的光谱，其谱线的位置是由多缝衍射图样中的主最大 条件决定的。如图所示， 条件决定的。如图所示，相邻两刻线对应的光线 的光程差为： 的光程差为：