锁相放大技术在大学光谱实验教学中的应用

目前大学物理实验中的光谱测量实验通常为针对氢氘灯、钠光灯等强信号的测量。在实际应用中,往往需要测量微弱的光信号。传统测量微弱光信号主要利用电荷耦合器件的长时间积分来实现,然而昂贵的价格使其不能大规模应用于本科实验教学。锁相放大技术是利用互相干方法在嘈杂背景环境中提取微弱信号,在半导体材料光谱测量技术上可以对微弱透射光信号进行探测。结合其相对低廉的价格,有望在本科光谱实验教学方面发挥优势。结合锁相放大技术和光谱测量技术搭建了半导体吸收光谱教学实验平台,向学生介绍基于锁相放大技术的微弱信号光谱测量方法。并利用实验结果分析半导体材料吸收系数随入射光子能量变化的规律,从而得出材料的禁带宽度。

红外光谱和拉曼光谱的联系和区别

文章综述红外光谱和拉曼光谱的基本原理、产生条件,讨论二者之间的联系和区别:(1)红外光谱常用于研究极性基团的非对称振动;拉曼光谱常用于研究非极性基团与骨架的对称振动;(2)拉曼光谱一次可以同时覆盖40~4000cm^(-1)波数的区间,可对有机物及无机物进行分析;(3)拉曼光谱可测水溶液,而红外光谱不适用于水溶液的测定;(4)拉曼光谱中既有红外光谱解析中的定性三要素还有去偏度ρ,通过测定ρ,可以确定分子的对称性.这两者在应用中互补,掌握和运用这两种光谱技术在分子定性、定量、分子结构及表面形态等研究方面具有一定的指导意义.

通过拉曼和红外光谱实验训练学生科研素养

拉曼光谱和红外光谱都是重要的现代光谱分析手段,在科研、生产等方面发挥着极大的作用.本文针对开设的实验内容——测量四氯化碳的拉曼光谱和红外吸收光谱,引导学生利用Origin软件(含部分高级功能)处理实验数据,要求学生在查阅大量文献资料基础上,完善自身知识体系的同时对实验数据进行系统科学的分析,使学生的科研素养(如文献检索能力、科技数据的处理和分析能力、由已知探索未知的能力)得到有效训练.

基于太赫兹光谱的岩石形貌分析

利用反射式太赫兹光谱成像系统检测天然岩心和人造岩心切片的表面形貌和原油分布,并与扫描电子显微镜样品分析结果相互补充、相互印证.由于孔隙和矿物的相间分布,导致不同位置处的太赫兹时域谱幅值具有明显差异,且在孔隙处填入原油后太赫兹时域谱幅值的差异减小.本实验结合了太赫兹技术这一光学新方法和石油地质相关知识,即可作为油气探测的一种补充方法,又可作为一种新兴实验技术在大学中推广.

光学专业本科生光谱实验教学的改进探索

光谱技术是现代光学技术的一个重要分支,而光谱技术相关的实验教学目前存在诸多不足。文章针对目前光学专业本科生的光谱实验教学现状,探索实验教学中各个环节的过程管理和改进方法:即实验前加深对实验目的理解与对实验内容的讨论思考、实验中加强实验过程与实验条件的观察分析,实验后进行多方面总结思考与反馈交流。利用多样化实验内容和探索性思考培养学生在实验中的专业操作技能和创新思维能力,从而改善了光谱技术实验教学效果。

对太阳的可见光谱的观测与分析

通过光栅感知了太阳光的可见光谱,并利用光栅作为观测仪器,结合光度学及黑体辐射等理论讨论了可见光谱的波长范围、能量的百分比等具体问题.