1、特點：特點：更高的分辨率和色散率更高的分辨率和色散率工作波長范圍寬（紫外、可見、紅外）工作波長范圍寬（紫外、可見、紅外）勻排光譜勻排光譜材料和結構：材料和結構：玻璃、金屬（鋁）玻璃、金屬（鋁）等寬、等間距、平行排列的狹縫等寬、等間距、平行排列的狹縫分光原理分光原理：單縫衍射，多縫干涉：單縫衍射，多縫干涉光柵方程：光柵方程：d(sin sin )=k 其中光譜級次其中光譜級次k=0, 1, 2, ，入射光，入射光與與衍射光同側取衍射光同側取“”，異側，異側“-”。若若d(光柵常數）光柵常數）,入射光方向（入射光方向（ ）一定，在一定的光譜級）一定，在一定的光譜級次（次（k)上，不同上，不同 有不

2、同的衍射角有不同的衍射角 。（。（分光原理分光原理）零級光譜（零級光譜（K0）不起色散作用。不同）不起色散作用。不同 始終有始終有 。若若d(光柵常數）光柵常數）,入射光方向（入射光方向（ ）一定，在同一衍射方向）一定，在同一衍射方向上，不同光譜級次上，不同光譜級次k有不同波長的重疊。有不同波長的重疊。 K1 1= K2 2 = K3 3= 如一級譜線如一級譜線600nm,二級譜線二級譜線300nm和三級譜線和三級譜線200nm重疊。重疊。 消除方法：濾光片或附加棱鏡作譜級消除方法：濾光片或附加棱鏡作譜級 分離器。分離器。d(sin sin )=k （1）光柵的光柵的色散率色散率角角色散率：色

3、散率： d /d =k/dcos 線色散率：線色散率： dl/d = f /d =kf/dcos kf /d ( 很小，且變化不大）很小，且變化不大）勻排光譜勻排光譜光柵刻線數越多，即光柵刻線數越多，即d越小，越小， dl/d 越大越大光譜級次越大，物鏡焦距越大，光譜級次越大，物鏡焦距越大， dl/d 越大越大物鏡焦距物鏡焦距f越大，越大， dl/d 越大。越大。R R / /kNkN, k , k 光譜級次，光譜級次，N N光柵刻線數光柵刻線數一般一般K K1 1、2 2，增大，增大R R可通過增大光柵尺寸或增大刻線密度。可通過增大光柵尺寸或增大刻線密度。例題：光柵刻線密度為例題：光柵刻線密

4、度為1200條條/mm, 光柵寬度為光柵寬度為5cm, 問用一級問用一級光譜能否分辨下列三條譜線？光譜能否分辨下列三條譜線？600.013，600.019，600.038 nm解：解： N=1200506104, K=1R=KN= 6104, =600, 600/61040.01nm1=0.006nm 2=0.019nm故前兩條故前兩條譜線不能分開，后譜線不能分開，后兩條兩條譜線可以分開。譜線可以分開。證明：根據光柵方程：證明：根據光柵方程： d(sin sin )=k 可得：可得： sin sin 最大值為最大值為2故故d最小為：最小為：2kd212wwwRkNKkdk2w例題例題: 求證寬

5、度為求證寬度為W的光柵最大理論分辨率為的光柵最大理論分辨率為輻射能量最大的波長稱為閃耀波長（輻射能量最大的波長稱為閃耀波長（ b1, b2, b3)光柵適用范圍光柵適用范圍: b1/(k+0.5)(短波極限短波極限) b1/(k-0.5)(長波極限長波極限）解：解： b2 b1 /2=800/2400 nm短波極限短波極限= b2/(k+0.5)= 267 nm長波極限長波極限= b2/(k-0.5)= 800 nm 最佳適用范圍最佳適用范圍:267 nm 800nm特點：特點：刻槽密度低、寬度遠大于深度、入射光線落在刻刻槽密度低、寬度遠大于深度、入射光線落在刻槽的短斜面，分辨率極高，常采用垂

6、直對稱式（即入射槽的短斜面，分辨率極高，常采用垂直對稱式（即入射角角 衍射角衍射角 閃耀角閃耀角 ），通常采用高級次（），通常采用高級次（75級）級）光譜和增大閃耀角來提高線色散率，（普通光柵常依靠光譜和增大閃耀角來提高線色散率，（普通光柵常依靠增大物鏡焦距增大物鏡焦距f）。）。二維色散技術二維色散技術（4）中階梯光柵：）中階梯光柵：光柵的線色散率幾乎與波長無關，可得到勻排光譜，而光柵的線色散率幾乎與波長無關，可得到勻排光譜，而棱鏡是非勻排光譜。棱鏡是非勻排光譜。在相同色散率時，光柵的尺寸比棱鏡要小。而相當尺寸在相同色散率時，光柵的尺寸比棱鏡要小。而相當尺寸時光柵的色散率較大。時光柵的色散率較

7、大。光柵可用于棱鏡不適用的遠紫外、遠紅外區。光柵可用于棱鏡不適用的遠紫外、遠紅外區。光柵的光譜存在重疊現象，而棱鏡沒有。光柵的光譜存在重疊現象，而棱鏡沒有。棱鏡的價格一般比光柵要低。棱鏡的價格一般比光柵要低。3 棱鏡和光柵特性比較棱鏡和光柵特性比較1 感光板（玻璃板、感光板（玻璃板、AgBr和助劑）和助劑） 作用作用：記錄譜線強度（黑度：記錄譜線強度（黑度S，即譜線變黑的程度），即譜線變黑的程度） 特點：具有空間分辨能力，能同時記錄、保存寬范圍的特點：具有空間分辨能力，能同時記錄、保存寬范圍的譜線，但線性范圍窄（譜線，但線性范圍窄（2個數量級），繁瑣費時。個數量級），繁瑣費時。 如何采用黑度如

8、何采用黑度S進行原子發射光進行原子發射光譜定量分析？譜定量分析？aa i0i測微光度計測黑度原理測微光度計測黑度原理黑度黑度S 曝光量曝光量HkIt 其中其中k為常數，為常數，I為原子發射為原子發射光譜強度，光譜強度，t為曝光時間。為曝光時間。乳劑特性曲線：黑度乳劑特性曲線：黑度S lg H(曝光量）曲線曝光量）曲線根據根據S H I 黑度黑度S 與曝光與曝光H之間的關系不能用一個簡單公式表示，之間的關系不能用一個簡單公式表示，通常用圖解法。通常用圖解法。？AB 曝光不足曝光不足BC 正常曝光正常曝光CD曝光過度曝光過度 DE 負感負感乳劑特性曲線乳劑特性曲線其中其中 =tan 感光板反襯度，

9、感光板反襯度，i= tan lgHi， Hi 感光板惰延量感光板惰延量，iHHilgH)lg(lgtanS=適用于正常曝光適用于正常曝光BC線性范圍寬，響應速度快，但無空間分線性范圍寬，響應速度快，但無空間分辨能力辨能力光電流光電流 i= k I(分析線強度）分析線強度）電壓電壓U i I U lgU blg3 圖像檢測器：圖像檢測器：兼具兼具PMT和感光板的特點。和感光板的特點。如光電二極管陣列（如光電二極管陣列（PDA）、電荷耦合器件（）、電荷耦合器件（CCD）、）、電荷注入器件（電荷注入器件（CID）攝譜儀攝譜儀 棱鏡攝譜儀棱鏡攝譜儀 光柵攝譜儀光柵攝譜儀光電直讀光譜儀光電直讀光譜儀 單道掃描光譜儀單道掃描光譜儀：波長選擇方便，但速度慢。：波長選擇方便，但速度