光谱仪原理想知道光谱仪的基本知识和原理,还想知道它和光栅之间的联系.
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/22 05:59:23
光谱仪原理想知道光谱仪的基本知识和原理,还想知道它和光栅之间的联系.
光谱仪原理
想知道光谱仪的基本知识和原理,还想知道它和光栅之间的联系.
光谱仪原理想知道光谱仪的基本知识和原理,还想知道它和光栅之间的联系.
光谱仪
光谱仪
spectrometer
将复色光分离成光谱的光学仪器.光谱仪有多种类型,除在可见光波段使用的光谱仪外,还有红外光谱仪和紫外光谱仪.按色散元件的不同可分为棱镜光谱仪、光栅光谱仪和干涉光谱仪等.按探测方法分,有直接用眼观察的分光镜,用感光片记录的摄谱仪,以及用光电或热电元件探测光谱的分光光度计等.单色仪是通过狭缝只输出单色谱线的光谱仪器,常与其他分析仪器配合使用.
图中所示是三棱镜摄谱仪的基本结构.狭缝S与棱镜的主截面垂直,放置在透镜L的物方焦面内,感光片放置在透镜L的像方焦面内.用光源照明狭缝S, S的像成在感光片上成为光谱线,由于棱镜的色散作用,不同波长的谱线彼此分开,就得入射光的光谱.棱镜摄谱仪能观察的光谱范围决定于棱镜等光学元件对光谱的吸收.普通光学玻璃只适用于可见光波段,用石英可扩展到紫外区,在红外区一般使用氯化钠、溴化钾和氟化钙等晶体.目前普遍使用的反射式光栅光谱仪有较宽的光谱范围.
表征光谱仪基本特性的参量有光谱范围、色散率和分辨本领等.基于干涉原理设计的光谱仪(如法布里-珀罗干涉仪)具有很高的色散率和分辨本领,常用于光谱精细结构的分析.
http://baike.baidu.com/view/69332.htm
光栅
光栅:光栅是结合数码科技与传统印刷的技术,能在特制的胶片上显现不同的特殊效果.在平面上展示栩栩如生的立体世界,电影般的流畅动画片段,匪夷所思的幻变效果.
光栅是一张由条状透镜组成的薄片,当我们从镜头的一边看过去,将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像,而这条线的位置则由观察角度来决定.如果我们将这数幅在不同线条上的图像,对应于每个透镜的宽度,分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上,当我们从不同角度通过透镜观察,将看到不同的图像.
立体效果
根据研究,我们人类的眼睛在观察一个三维物体时,由于两眼水平分开在两个不同的位置上,所观察到的物体图像是不同的,它们之间存在着一个像差,由于这个像差的存在,通过人类的大脑,我们可以感到一个三维世界的深度立体变化,这就是所谓的立体视觉原理. 据立体视觉原理,如果我们能够样我们的左右眼分别看到两幅在不同位置拍摄的图像,我们应该可以从这两幅图像感受到一个立体的三维空间.从前面的分析中我们可以知道不同的观察角度将可以看到不同的图像.因如果我们将光栅垂直於两眼放置,由于两眼对光栅的观察角度不同,因而两眼会看到两个不同的图像,从而产生立体感.
常为了获得更好的立体效果我不单单以两幅图像制作,而是用一组序列的立体图像去构成,在这样的情况下,根据观察的位置不同,只要同时看到这个序列中的两副图像,即可感受到三维立体效果.
动画\幻变\变画
将光栅平置于两眼之间,注意两眼对光栅的线纹角度要保持平行,因而两眼看到的是同一个图像,如果图像是由一列连续动画所构成,那么当双眼上下移动或把光栅上下翻动时,双眼与光栅的角度将发生变化,我们也将看到一个接一个的连续图像,即看到一个动画或变画的效果.
光栅原理明说明
光栅也称衍射光栅.是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件.它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片.光栅的狭缝数量很大,一般每毫米几十至几千条.单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉,形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样,这些锐细而明亮的条纹称作谱线.谱线的位置随波长而异,当复色光通过光栅后,不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱.光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果.
一、何谓光栅板
就是指有一面被挤压成圆柱形线条 一面为完整平面的塑胶材料,且圆柱形线条间距相等谓之「 光栅 」 此光栅平面可作为印刷之用途,使用光栅视觉软体合成图档后,使用不同输出设备输出档案,并与光栅贴合或直接印刷在光栅板上,就可以呈现如右图所示的效果,让动画可以直接在平面的印刷上呈现出萤幕所看见的变图效果.
二、 窄角度光栅与宽角度光栅
在选择适合的光栅板时,光栅弯曲的角度是非常重要的事,一般来说 3 D 立体效果最理想的光栅是使用窄角度光栅板,它的视角大约在15度 ~ 44度之间的效果是最好的,如果要制作变图或动画的效果,宽角度光栅板的视角约44度~ 65度之间是最适合的光栅板.
三、 市面常用之光栅种类与用途
在制作各种光栅视觉效果前,必须要先了解光栅的特性、种类、规格、厚度、尺寸、方向性等,才能仔细判别如何制作出精致的光栅影像效果,就台湾市面上常用之光栅材料做分类,可分为以下几种.
印刷光栅材质:PET、PP、PVC、TPU等,PET、PP为硬质平板环保材质,PVC、TPU为软质材质.
印刷光栅线数:50 LPI、60 LPI、62 LPI、75 LPI、100 LPI.
光栅线数效果:50 LPI------------3D、Flip------------常用材料
60 LPI------------3D、Flip、Zoom、Twist、Animation
62 LPI------------3D、Flip、Zoom、Twist、Animation
75 LPI------------3D、Flip、Zoom、Twist、Animation------------常用材料
100 LPI-----------3D、Flip------------常用材料
光栅 设计图折射原理
利用光栅视觉软体把不同的图案转化成光栅线数,利用光栅折射的原理,在不同的角度呈现出不同的图案,如右图所示,不同规格的光栅会有不同的折射效果与折射角度,观赏距离也会有所不同,所以在设计光栅效果图档的时候,必须先了解光栅才能设计出符合光栅特性的设计图.
光栅视觉效果图的种类
光栅效果可以分为以下几种:立体〔3D〕、两变〔Flip〕、变大变小〔Zoom〕、爆炸〔Explore〕、连续动作〔Animation〕、扭转〔Twist〕.等,其实可以更简化分类为:立体〔3D〕、变图〔Flip〕,在变图中就涵盖所有变化的效果,这些效果可以透过许多市面上的动画软体、绘图软体、网页多媒体软体,产生所需要的分解图档,经由光栅视觉软体将分解图合成为光栅线数即可将平面的效果做成立体〔3D〕、变图〔Flip〕的特殊效果.
3D Effect 〔立体影像〕
注意事项:
1、图层必须独立且影像完整.
2、图档解析度300dpi.
3、档案格式必须为PSD档.〔CMYK、RGB〕皆可.
4、背景图层必须出血至少1CM.
http://baike.baidu.com/view/51688.htm
红外光谱与分子的结构密切相关,是研究表征分子结构的一种有效手段,与其它方法相比较,红外光谱由于对样品没有任何限制,它是公认的一种重要分析工具。在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、材料、天文、气象、遥感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭鉴定和工业过程控制等多方面的分析测定中都有十分广泛的应用。
红外光谱可以研究分子的结构和化学键,如力常数的测定和分子对称性等,利用红...
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红外光谱与分子的结构密切相关,是研究表征分子结构的一种有效手段,与其它方法相比较,红外光谱由于对样品没有任何限制,它是公认的一种重要分析工具。在分子构型和构象研究、化学化工、物理、能源、材料、天文、气象、遥感、环境、地质、生物、医学、药物、农业、食品、法庭鉴定和工业过程控制等多方面的分析测定中都有十分广泛的应用。
红外光谱可以研究分子的结构和化学键,如力常数的测定和分子对称性等,利用红外光谱方法可测定分子的键长和键角,并由此推测分子的立体构型。根据所得的力常数可推知化学键的强弱,由简正频率计算热力学函数等。分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变化,因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基,氰基,羟基,胺基等等在红外光谱中都有特征吸收,通过红外光谱测定,人们就可以判定未知样品中存在哪些有机官能团,这为最终确定未知物的化学结构奠定了基础。
由于分子内和分子间相互作用,有机官能团的特征频率会由于官能团所处的化学环境不同而发生微细变化,这为研究表征分子内、分子间相互作用创造了条件。
分子在低波数区的许多简正振动往往涉及分子中全部原子,不同的分子的振动方式彼此不同,这使得红外光谱具有像指纹一样高度的特征性,称为指纹区。利用这一特点,人们采集了成千上万种已知化合物的红外光谱,并把它们存入计算机中,编成红外光谱标准谱图库。
人们只需把测得未知物的红外光谱与标准库中的光谱进行比对,就可以迅速判定未知化合物的成份。
当代红外光谱技术的发展已使红外光谱的意义远远超越了对样品进行简单的常规测试并从而推断化合物的组成的阶段。红外光谱仪与其它多种测试手段联用衍生出许多新的分子光谱领域,例如,色谱技术与红外光谱仪联合为深化认识复杂的混合物体系中各种组份的化学结构创造了机会;把红外光谱仪与显微镜方法结合起来,形成红外成像技术,用于研究非均相体系的形态结构,由于红外光谱能利用其特征谱带有效地区分不同化合物,这使得该方法具有其它方法难以匹敌的化学反差。
另外,随着电子技术的日益进步,半导体检测器已实现集成化,焦平面阵列式检测器已商品化,它有效地推动了红外成像技术的发展,也为未来发展非傅里叶变换红外光谱仪创造了契机。随着同步辐射技术的发展和广泛应用,现已出现用同步辐射光作为光源的红外光谱仪,由于同步辐射光的强度比常规光源高五个数量级,这能有效地提高光谱的信噪比和分辨率,特别值得指出的是,近年来自由电子激光技术为人们提供了一种单色性好,亮度高,波长连续可调的新型红外光源,使之与近场技术相结合,可使得红外成像技无论是在分辨率和化学反差两方面皆得到有效提高。
根据光谱仪原理,研制了一种光栅匀速旋转式光谱仪,其特点是测量周期短、灵敏度高、结构简单和操作方便.该仪器可用于各种光谱的在线测量系统中,已成功地用于烟道SO2浓度检测、空气中NO2浓度检测和固体染料的荧光光谱测量中.
装置原理和设计
光栅光谱仪是多种多样的,其主要是由光栅、狭缝、成象系统和感光板(或出射狭缝)等部件组成.图1给出旋转光栅式光谱仪的原理与结构图.多色光通过入射狭缝照射到镀铝凹面全反射镜上,凹面全反射镜反射的光充满色散平面光栅,光栅平面与电机轴同心,由于采用了爪极永磁同步交流电机(或带稳流的直流电机),光栅的旋转匀速,转动稳定,同心连接克服传动机械带来的误差.光栅转动时,经光栅色散的光谱通过同一块凹面全反射镜反射到出射狭缝,出射狭缝后放置一光电倍增管,轴上装有可调节的定位转盘,由光电开关输出同步采集信号,控制数据采集系统,将光电倍增管输出的信号进行处理.将各个波长的光转换为相应的电信号.光栅的匀速旋转可以得到宽带连续光谱,从真空紫外到远红外.配合信号采集与数据处理系统,可以实现对光谱快速连续测量.从而解决了光谱实时测量时既要求测量周期短又要求灵敏度高的问题.改变定位转盘与光电开关的相对位置,可以方便地得到所需波段的光谱.根据不同的应用要求,改变电机转速、光栅刻线数目、入射和出射狭缝宽度,可以改变光谱仪光谱分辨率,以满足不同光谱测量的要求.加不同的滤光片或改变同步信号的位置,可以只得到所需特殊段的光谱.先进的软件有强大后期数据处理功能和良好的人机界面,使光谱仪定标准确读数更方便.
收起
将复色光分解为光谱,并进行记录的精密光学仪器。在可见光和紫外光区域,过去常用照相法记录光谱,故也称摄谱仪。在红外区域,一般用光敏或热敏元件逐点记录,故有红外分光计的名称。现在在各个波段均采用光电接收和记录的方法,比较直接、灵敏,称为“光电记录光谱仪”。为了得到更多的光谱线,可以把被分析物质放在等离子体火焰中激发,在光谱仪中除采用光电接收方法外,还配有专用计算机,计算物质中各元素含量。可以在数秒种内...
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将复色光分解为光谱,并进行记录的精密光学仪器。在可见光和紫外光区域,过去常用照相法记录光谱,故也称摄谱仪。在红外区域,一般用光敏或热敏元件逐点记录,故有红外分光计的名称。现在在各个波段均采用光电接收和记录的方法,比较直接、灵敏,称为“光电记录光谱仪”。为了得到更多的光谱线,可以把被分析物质放在等离子体火焰中激发,在光谱仪中除采用光电接收方法外,还配有专用计算机,计算物质中各元素含量。可以在数秒种内从显示器的荧光屏读出结果。这种仪器称为“等离子体光电直读光谱仪”简称ICP光谱仪,是当前光谱分析中最迅速最灵敏的一种仪器。光谱仪是上述各种仪器的总称。虽然各种光谱仪的形式各异,但均有三大主要部分:一是激光光谱的光源;二是光谱仪系统,使不同波长的光聚焦在仪器上的特定位置。三是用置于焦点上的探测器来量光的强度。近代的光谱仪大都采用微型计算机处理实验结果。
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