凹面镜的汇聚光线图

单色仪是一种光谱仪，它一次将单个波长或波段成像到出射狭缝上；通过入射和/或出射光学器件（通常是狭缝）相对于光栅的相对运动来扫描光谱。

平面光栅是指表面平坦的光栅。平面光栅通常用于准直入射光，该入射光被波长分散但不聚焦。平面光栅通常需要辅助光学器件，如透镜或反射镜，以收集和聚焦能量。一些简化的平面光栅用会聚光照射光栅，尽管系统的焦点特性将取决于波长。为了简单起见，下面只讨论平面反射光栅，尽管每个光栅具有透射光栅性质。

Czerny Turner单色仪

图6-1 Czerny-Turner 结构，平面光栅提供色散，凹面镜提供聚焦。

这种设计包括一个由准直光照射的经典平面光栅。入射光通常从光源或狭缝发散，并由凹面镜（准直器）准直，衍射光由第二凹面镜（相机）聚焦；见图6-1。理想情况下，由于光栅是平面的和经典的，并且用于准直入射光，因此不应将像差引入衍射波前。在实践中，由于经常使用球面镜，像差是由其离轴造成的。

像所有单色仪结构一样，波长是单独成像的。通过旋转光栅来扫描光谱；这使光栅法线相对于入射光束和衍射光束移动，从而改变向第二反射镜衍射的波长。由于入射到光栅上并由光栅衍射的光是准直的，对于每个波长，光谱在出射狭缝处保持聚焦，因为只有光栅可以引入波长相关的聚焦特性。

由辅助反射镜引起的像差包括像散和球面像差（每一个都由反射镜相加贡献）；与所有凹面镜几何形状一样，像散随着反射角的增加而增加。彗星差虽然普遍存在，但可以通过适当选择反射镜的反射角在一个波长下消除；由于光栅的畸变（波长相关）切向放大率，其他波长的图像会经历更高阶的彗差（这只在特殊系统中会变得麻烦）。

Ebert单色仪

图6-2 Ebert 结构，一个凹面镜取代了Czerny-Turner结构上的两个凹面镜。

这种设计是Czerny Turner结构的一种特殊情况，其中一个相对较大的凹面镜同时用作准直器和成像镜（图6-2）。它的使用是受限的，因为杂散光和像差很难控制——后一种效果是由于设计中相对较少的自由度（与Czerny Turner单色仪相比）。这可以通过认识到Ebert单色仪是Czerny Turner单色仪的一种特殊情况来看出，其中两个凹面镜半径相同，并且它们的曲率中心重合。然而，Ebert结构提供的优点是避免了两个反射镜的相对错位。

Fastie改进了Ebert的设计，用弯曲的狭缝取代了直的入口和出口狭缝，从而获得了更高的光谱分辨率。

Monk Gillieson单色仪

图6-3 Monk-Gillieson结构，平面光栅用于聚光。

在该结构中（见图6-3），平面光栅被汇聚光照亮。通常，从入射狭缝（或光纤）发散的光通过凹面镜的离轴反射而会聚（这会引入像差，因此入射到光栅上的光不是由完美的球面会聚波前组成的）。光栅对光线进行衍射，光线向出射狭缝会聚；通过旋转光栅使不同波长聚焦在出射狭缝处或附近来扫描光谱。反射角（来自主镜）、入射角和衍射角通常很小（从适当的表面法线测量），这将像差（尤其是离轴像散）保持在最低限度。

由于入射光没有被准直，光栅将波长相关像差引入衍射波前。因此，当光栅旋转时，光谱不能在固定的出射狭缝处保持聚焦（除非该旋转是围绕从光栅的中心凹槽移位的轴进行的）。对于低分辨率应用，Monk Gillieson结构受到一定程度的欢迎，因为它代表了可以想象的最简单、最便宜的光谱系统。

Littrow单色仪

图6-4 Littrow单色仪结构，入口狭缝和出口狭缝分别略高于和略低于色散平面；为了清楚说明，它们被示出为分开的。

Littrow或自准直配置中使用的光栅将波长为λ的光沿入射光方向衍射回来（图6-4）。在Littrow单色仪中，通过旋转光栅来扫描光谱；这重新定向了光栅法线，因此入射角α和衍射角β发生变化（即使对于所有λ，α=β）。相同的辅助光学器件既可以用作准直器也可以用作成像镜，因为衍射光线会回扫入射光线。通常，入口狭缝和出口狭缝（或图像平面）将沿着平行于凹槽的方向稍微偏移，使得它们不重合；这通常会引入平面外像差。True Littrow单色仪在激光调谐应用中非常流行。

双色和三色单色仪

图6-5 双单色仪结构，显示了两个单色仪之间的中间狭缝。

两个串联使用的单色器结构形成一个双单色器。第一个单色仪的出射狭缝通常用作第二个单色器的入射狭缝（见图6-5），尽管有些系统的设计没有中间狭缝。带中间狭缝的双单色仪中的杂散光比单单色仪低得多：它大约是每个单色仪的杂散光强度与母线强度之比的乘积。

双单色仪可以被设计为具有相加色散或相减色散。

在加性色散的情况下，整个系统的倒数线性色散是每个单色器倒数线性色散的总和：即，被第一单色器散射的光谱在通过第二单色器时进一步散射。

在相减色散的情况下，整个系统被设计为使得在第二单色仪的出射狭缝处的光谱色散基本上为零。减法色散单色仪的特性是，离开其出射狭缝的光在光谱上是均匀的：所有波长的均匀组合都透射通过中间狭缝，而不是像在单单色仪和加法色散双单色仪中看到的那样，具有连续变化波长的光谱。这种仪器已被用于拉曼光谱系统（其中可以观察到非常接近激发激光波长的光谱特征）以及荧光和发光激发。

三单色仪结构由三个串联单色仪组成。当减少仪器杂散光的要求非常苛刻时，使用这些结构。

恒定扫描单色仪

绝大多数单色仪结构都是恒定偏差的：光栅旋转，使不同波长的光在（静止的）出射狭缝处聚焦。这种结构的实际优点是需要一个单独的旋转台，不需要其他移动部件，但它的缺点是只在一个波长下“闪耀”——在其他波长下，入射角和衍射角不满足闪耀条件：

mλ = d(sinα + sinβ) = 2dsinθB

其中θB是刻面角。

可以考虑的另一种设计是恒定扫描单色仪，之所以这么称，是因为在光栅方程中：

mλ=2d cosK sinΦ

保持固定的是扫描角度Φ而不是半偏转角K。在这种结构中，当扫描波长时，入口和出口臂的平分线必须与光栅法线保持恒定角度；两臂之间的角度2K(λ) = α(λ) - β(λ)必须扩展和收缩才能改变波长。

利顺月4075凹面镜成像的原理是怎样的? -
苍该秀18861369129 ______ 凹面镜是反射成像 .面镜(包括凸面镜)不是使光线透过,而是反射回去成像的仪器,光线遵守反射定律.当物距小于焦距时成正立、放大的虚像,物体离镜面越远,像越大.当物距大于焦距时,成倒立、缩小的实像,物体离镜面越远,像越小.成的实像与物体在同侧,成的虚像与物体在异侧.凹镜不仅可以使平行光线汇聚于焦点,还能使焦点发出的光线反射成平行光. 凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像.也可把平行光会聚,可把焦点发出的光线折射成平行光.凹面镜由于是反射成像,不会出现色差,这是任何透镜成像所不能比拟的优势.望远镜的分辨率和物镜的通光口径成正比,而大口径的透镜的制造是极其困难的,利用反射原理制造的凹面镜则易于制造得多.

利顺月4075凹面镜聚光的原理 -
苍该秀18861369129 ______ 凹镜对光线有:汇聚作用 凸镜对光线有:发散作用. 记住就可以了.可以利用光的反射作图法, 平行于主光轴的光线作为入射光线,过入射点,作圆的半径延长线(法线),在作出反射光线,就可以得到汇聚或发散的反射光了.

利顺月4075凹面镜的定义 -
苍该秀18861369129 ______ 编辑词条球面镜 一、基本概念 (一)定义:反射面为球面一部分的镜面叫做球面镜(球壳的一部分---球冠). (二)种类:球面镜分为凸面镜和凹面镜两类. 1、凹面镜:用球面的内侧作反射面的球面镜叫做凹面镜. 2、凸面镜:用球面的...

利顺月4075凹面镜的成像规律 -
苍该秀18861369129 ______ 凹面的球面镜,平行光照于其上时,通过其反射而聚在镜面前的焦点上,反射面为凹面,焦点在镜前,当光源在焦点上,所发出的光反射后形成平行光束,也叫凹镜,会聚镜.

利顺月4075凸面镜凹面镜的成像原理 最好有图 -
苍该秀18861369129 ______[答案] 透镜中的名词——主光轴、光心、焦距、焦点(测量焦距的方法) 凸透镜、凹透镜对光线的作用——“会聚光线”和“使光线会聚”的区别:“会聚光线”是能聚于一点的光线,“使光线会聚”是光线经过凸透镜后比原来接近主光轴) 透镜的原理...

利顺月4075凹透镜能把什么光线汇聚在焦点上,根据什么原理 -
苍该秀18861369129 ______ 凹透镜不能把光线汇聚在焦点上,凹透镜是发散透镜.能把实际光线汇聚到一点(焦点)的是凸透镜.原理是光的最小传播原理(费马原理).

利顺月4075如下图甲所示,凹面镜对光线有会聚作用.手电筒里的反光装置相当于凹面镜(如图乙),它可以让小灯泡发出 -
苍该秀18861369129 ______ 可逆(1)会聚(2)甲 试题分析:声音靠介质传播.能够传播声音的物质叫做传声的介质,一切固体、液体、气体都可以作为传声的介质.真空不能传声.真空罩里面放闹铃的实验、登月的宇航员无法直接交谈的现象都说明真空不能传声.声音在介质中以声波的形式传播.光无论在折射还是在反射过程中,光路都是可逆的;耳朵贴在伞柄上,逐渐改变耳朵在伞柄上的位置,直到听到周围的声音一下子清晰了很多,说明声音在凹形面上反射时,凹形面对声音有会聚作用;凹形面对声音的作用,凸形面对声音有发散作用,所以应该让两把伞的凹面相对,才能听到声音. 点评:凹形物体对光波、声波、电磁波都有会聚作用,例如锅型卫星天线,就是利用了凹面反射会聚电磁波的原理,平时多观察、多思考.

利顺月4075由图中光路可知,凹面镜对光线起到什么作用? -
苍该秀18861369129 ______[答案] 凹面镜对光线起会聚作用 ,过了焦点就会发散.

利顺月4075凹面镜使平行光线( ) 凸面镜使平行光线( ) -
苍该秀18861369129 ______ 凹面镜使平行光线(会聚) 凸面镜使平行光线(发散 )

利顺月4075如图,为采集奥运圣火的画面.圣火采集器是一个凹面镜,太阳光经凹面镜后会聚于______处,使火炬点燃. -
苍该秀18861369129 ______[答案] 太阳光经凹面镜反射后,反射光线会会聚在焦点上,焦点上的温度极高,将火炬点燃. 故答案为:焦点.