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大学物理综合设计实验
1.1.4 操作步骤
操作步骤

(1)打开汞灯。

汞灯作为测量中的定标光源,要反复使用。使用前要预热10min。打开后一直到实验结束不要关闭。

注意:由于汞灯中含对人眼有害的紫外光,在实验中不要长时间注视灯光。

(2)打开计算机。

(3)打开电源控制箱开关。

(4)开启仪器测量软件。

在计算机桌面双击“WGD-6型组合式多功能光栅光谱仪(CCD)”,进入软件系统。

进入工作界面前,首先弹出一个对话框如图1-8所示,让用户选择初始波长位置是否有效,如果选择“是”则确认当前的波长初始位置,否则初始化,初始波长位置回到300nm处。

图1-8 “提示”对话框

工作界面见图1-9,主要由菜单栏、主工具栏、辅工具栏、光栅旋转及测量数据显示区、光谱显示区、状态栏、参数设置区以及存储器信息提示区等组成。(建议使用下拉菜单或主工具栏,不使用辅助工具栏)

图1-9 工作界面

(5)用汞灯校准中心波长。

打开菜单栏—信息—显示中心波长,接收汞灯入射光。打开菜单—运行—实时采集,或主工具栏中“实时”按钮。调整入射光狭缝或汞灯入射光方位,使光谱区显示的汞灯谱线呈峰部细尖状。用“手动前进”或“手动后退”将某一条已知波长的汞灯谱线调至中心波长虚线位置,如果“中心波长”指示值与汞灯光谱值一致,无需校准,否则,停止采集,打开主菜单—系统—修改波长。填入适当值进行波长校准,再进入实时采集状态,直至中心波长指示值与汞灯光谱值一致,校准完成。

(6)定标。

由于本仪器是教学型光谱测量仪,光谱显示窗的初始横坐标为通道数(0~2 048),测未知光谱之前,必须使用标准汞灯进行定标,使得光谱显示窗的横坐标为波长值。定标分为手动定标和自动定标两种。在进行准确中心波长校准之后,可采用自动定标,但可能会存在较大误差,一般还是采用手动定标较为精确。汞灯的标准谱线波长如表1-1所示,本实验可见到的汞灯谱线如图1-10所示。

表1-1 汞灯的标准波长(nm)

图1-10 常用汞灯定标谱线

手动定标的步骤如下:

① 实时采集汞灯谱线,调整谱线呈峰部细尖状,并用“手动前进”或“手动后退”选择要定标的窗口范围,使定标窗口至少出现两条已知汞灯谱线,(在精确校准中心波长后可在出现一条已知汞灯谱线情况下进行线性定标,另一已知值采用中心波长值)。

② 停止实时采集,打开主菜单“数据处理”—“手动定标”;

③ 用鼠标点到要定标的峰尖处,精确移动可以使用键盘的“←”、“→”移动键,精确定位后按键盘“ENTER”回车键,出现如图1-11所示的提示窗口。

在波长编辑框中输入该标准谱的波长。如果选择下一个点,点击“添加‖下一点”按钮,添加其他的标准谱(至少选择两个点才能定标)。

④ 开始定标,选择“添加‖定标”按钮,系统将弹出如图1-12所示的最小二乘法定标窗口。如果选择两个点,只能选择线性定标;如果选择3个以上的点,可选择二次以上定标。在此窗口可以看到定标公式,最后按下“定标”,即完成定标。

图1-11 手动定标提示窗

图1-12 最小二乘法定标窗口

(7)测量。

通过定标后光谱显示窗的横坐标从通道数改为波长数,移开汞灯,置入未知光源可进行光谱测量。在测量过程中,不可使用“手动前进”或“手动后退”。如果要测量其他窗口内的光谱,需要再用汞灯,找到所需谱线重新定标。