單色儀是一種常用的分光儀器，利用色散元件把復色光分解為準單色光，能輸出一系列獨立的、光譜區間足夠窄的單色光，可用于各種光譜分析和光譜特性的研究，如測量介質的光譜透射率曲線、光源的光譜能量分布、光電探測器的光譜響應等，應用相當廣泛。

單色儀的原理

單色儀是一種分光儀器，它通過色散元件的分光作用，把復色光分解成它的單色組成。根據采用色散元件的不同，可分為棱鏡單色儀和光柵單色儀兩大類，其應用的光譜區很廣，從紫外、可見、近紅外一直到遠紅外。對不同的光譜區域，一般需換用不同的棱鏡或光柵。

平面光柵單色儀的工作原理是光源發出的光均勻地照亮在入射狹縫S1上，S1位于離軸拋物鏡的焦面上。光經過M1平行照射到光柵上，并經過光柵的衍射回到M1，經M1反射的光經過M2會聚到S2出射狹縫上。由于光柵的衍射作用，從出射狹縫出來的光線為單色光。當光柵轉動時，從出射狹縫里出來的光由短波到長波依次出現。這種光學系統稱為李特洛式光學系統，見下圖所示。

一般光源所輻射的光往往是由各種波長的光組成。如果各種波長是連續變化的，那么這類光源稱為連續光源。由于光源的光譜分布與光的物質特性有關，因此測定光源的光譜分布是研究物質內部微觀結構的重要工具之一。

單色儀的基本特性是其單色性和出射單色光的強度，實驗中，一般總是希望出射的單色光的光譜寬度盡量窄(即單色性盡量好)和單色光的強度盡量高。除了平面光柵的色散率的大小外，單色儀出射光的光譜寬度的寬窄主要由縫寬，衍射和像差等因素決定，其中像差在設計調整時已盡量減小。在正常情況下，對單色儀來說，主要是解決縫寬和色差問題。

縫寬的選擇，一方面使縫寬盡可能窄，使相鄰兩波盡可能分開，另一方面，縫的寬度又不能太小，否則出射的單色光的強度變得太小，而無法探測到。一般要求出射狹縫寬等于入射縫寬，本儀器出入狹縫均為兩檔，狹縫分別為0.15mm、0.3mm輸出的單色光譜波長，從波長鼓輪直接讀取，至于縫寬究竟選擇多少，則要根據光強的強弱和接收器的靈敏度來決定。

單色儀的分類

單色儀有多種，從不同的角度對它有不同的分類，如按物鏡的形成可分為透射式單色儀和反射式單色儀，按色散元件可分為棱鏡單色儀和光柵單色儀。

　棱鏡單色儀：

棱鏡的工作光譜區受到材料的限制(光的波長小于120nm，大于50μm時不能使用)，光柵單色儀的角色散率與波長無關，棱鏡單色儀的角色散率與波長有關。棱鏡單色儀的尺寸越大分辨率越高，但制造越困難，同樣分辨率的光柵重量輕，制造容易。

光柵單色儀：

光柵單色儀存在光譜重疊，棱鏡光譜儀沒有。光柵單色儀存在鬼線(由于刻劃誤差造成)，棱鏡單色儀沒有。

單色儀的定標

單色儀出廠時，一般都附有定標曲線的數據或圖表供查閱，但經過長期使用或重新裝調后，數據會發生變化，需重新定標，以對原數據進行修正。

單色儀的定標是借助于波長已知的線光譜以獲取對應的鼓輪讀數。為了獲得較多的點，必須有一組光源。通常采用汞燈、氫燈、鈉燈、氖燈以及用銅、鋅、鐵做電極的弧光光源等。

1、觀察入射狹縫和出射狹縫的結構，了解縫寬的調節、讀數以及狹縫使用時的注意事項，選取適當的縫寬以獲取足夠的強度及較好的單色性。

2、在入射狹縫前放置汞燈，為了充分利用進入單色儀的光能，光源應放置在入射準直系統(S1和M1)的光軸上。在單色儀光源與入射縫之間加入聚光透鏡，適當選擇透鏡的焦距和口徑，使其相對口徑與儀器的相對口徑匹配。這樣，可獲得max亮度的出射譜線，同時又減少了單色儀內部的雜散光。調節聚光透鏡的位置，使出射狹縫呈現的譜線明亮。

3、將低倍顯微鏡置于出射狹縫處，對出射狹縫進行調焦，使顯微鏡視場中觀察到的汞譜線清晰。為使譜線盡量細銳并有足夠的亮度，應使入射縫S1盡可能小，出射狹縫可適當大些。根據可見光區汞燈主要譜線的波長、顏色、相對強度和譜線間距辨認譜線。

4、使顯微鏡的十字叉絲對準出射狹縫的中心位置，緩慢地轉動鼓輪，直到各譜線中心依次對準顯微鏡的叉絲時，分別記下鼓輪讀數(L)與其所對應的波長(λ)。為了避免回程差，應采用從紫光到紅光(或相反)的過程，重復測量幾次，取其平均值。

5、以光譜線波長(λ)為橫坐標，鼓輪讀數(L)為縱坐標畫曲線，即能得到單色儀的定標曲線。

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