主题：【讨论】分光光度计入射狭缝的衍射对仪器性能有影响吗？

原文由 祥子(nemoium) 发表:
恩，杂散光检测我专门查了。
其实和测样品的透光率差不多。比如测220nm处的杂散光，就是比色皿中，放入不透光的物质，比如NaI等滤光片或溶液吧。
忽略检测部分的暗电流，或者扣除，现在测出来的就是杂散光了。
所以，如果衍射有影响，会体现在杂散光指标中的。

另外，测试时，也要检测比色皿架的各个槽位透过率的差异。看xx.x%的值，一般0.x%都不会变，这样吸光度误差也满足要求的。
在每一个槽位，还要测透过率稳定性。
不过，现在，更多的感觉是不满足衍射条件。

说一个，用UV754N,在看样品室中光斑时，看到的一个现象吧。
就是光斑上有个头发丝那样的竖着的阴影。阴影的边缘还非常的清晰。
其实，这个阴影，是光源室中滤光片之间的缝隙。
就是光的路径是：钨灯----滤光片----反光镜----单色器入射狭缝。
滤光片是由许多不同颜色的滤光小片粘结起来的。
但看滤光片上的那些缝隙，其实也就0.1mm........
那个阴影边缘非常清晰，如果衍射的话，有可能会阴影的边缘模糊了。
那光栅的衍射，会不会对滤光片缝隙的像有影响.................
理论上说不清楚。但实验结果，貌似没影响。

其实，在摄像器材，也有个分辨率指标的，就是两个距离非常近的点，能不能看清。
分辨率指标主要是受衍射或者干涉这些光的波动性的影响。
如果能看清那两个点，其实，两个点发出的光可以简单的用光的直线传播来处理，就是几何光学的那些东西了。

总之，目前看到的现象，我觉得，除了光栅，其他的都是用几何光学来处理的，或者可以近似这么来做。
另外，狭缝后面的透镜，在许多实验的例子中，都是有的。
那是不是有了透镜，就是夫琅和费衍射了。反正，他们这么做实验，就是这么认为了。

另外，是不是色散的光谱对于狭缝的位置，角度，宽度不满足衍射，也值得怀疑吧。
对于菲涅尔衍射，书上说的一般都比较少，而且没什么鲜活的例子。

原文由 tutm(tutm) 发表:

原文由 zwyu(zwyu) 发表:
tutm老师总能找到一些很有趣的话题。让我先简单的初步想一下：
UV-Vis仪器实际使用的都是扩展光源（可以理解成面光源，也就是不是点光源），所以在光进入单色器入射狭缝之前需要有光汇聚的环节（一般使用球面镜），让光源的像成在狭缝处。由于该会聚光显然不是平行光，所以不满足干涉的条件。而对衍射而言，由于一般的狭缝实际物理宽度在0.1~1mm左右，也就是100000~1000000nm，按理说是远大于UV-Vis仪器中所研究的光的波长200~1000nm，此时衍射作用不会太明显。至于tutm老师看到的衍射图案，我估计是由于自制狭缝过于“粗糙”所致，您量得的0.5mm，由于纸剪裁后形成的毛边，可能实际宽度会远小于0.5mm，造成接近满足衍射条件。
而且，一个设计良好的光谱仪，光源像在狭缝处相当于一个窄长的“矩形”光源（长度方向与实际灯丝长度方向匹配），并且其发射角基本相当于狭缝和第一准直镜所成的空间锥体的立体角，换句话说，光是发散的打到第一准直镜的，使得即使有类似“衍射”的横向展宽，也被淹没在第一准直镜上的相对狭缝面积大的多的明亮光斑中。

谢谢zwyu很专业的意见。
虽然进入狭缝的是一种扩展光束，但扩展角应该是非常小的，而且即使光束不是理想的平行光，但也会有衍射呀（菲涅尔衍射，看来的，并不太懂）。在普通物理的光学实验课上，使用氦氖激光器（红光），0.5mm的单缝已能产生非常好的衍射条纹（斑），0.2mm单缝会显示极好的衍射教学影像，当然激光应该比分光光度计中的单色光更纯，衍射后斑纹效果更好些。

衍射斑是不是会被光束扩展“淹没”，我看要视狭缝的物理宽度，宽度大时可能被淹没；宽度0.3mm以下，比如你说的0.1mm可能就不会被淹没了，因为狭缝越窄，衍射光斑偏转角度越大的。

我自剪的狭缝不是很好，宽度也是估计的，但是不会“远小于”我估计的尺寸，我扫描了一下，自制的简易玩意儿，上面的文字也许可以对比一下：
从左到右：1mm，0.5mm，0.2-0.3mm，都是大约的尺寸

原文由 zwyu(zwyu) 发表:
对外光路来讲，可以从出射狭缝开始考虑，之前的都可忽略不计。此时，相当于在出射狭缝处有一个与狭缝形状相当的“矩形光源”，并以由出射狭缝和外光路第一准直镜所成的空间锥体的立体角发散出射。经外光路第一准直镜变为平行光，再由外光路第一会聚镜变为类似“束腰状”的小角度会聚光（5度~10左右），聚焦在样品池上。此时，由于经过了出射狭缝、外光路第一准直镜和外光路第一会聚镜的光学传递和几何限制，即使之前有衍射现象，在样品池处也会看不到了。

原文由 zwyu(zwyu) 发表:
呵呵，我没说清。“该会聚光显然不是平行光，所以不满足干涉的条件”指的是干涉，不是否定衍射。我说的“粗糙”，其实是指tutm老师原文中也提到的“由于自剪的狭缝质量较差，其中有一些纤毛”，造成狭缝的实际等效物理宽度不是您估计的0.3~0.5mm。tutm老师可以想一下实际分光光度计中狭缝的制作要求，一定是要边缘足够平滑，“像刀切的一样”，而不能是“锯齿状”、“毛绒状”等，否则实际宽度会远小于设计宽度。如有兴趣，tutm老师可将该自制狭缝放到高倍显微镜下观察，看看它的“毛边”，估计会很壮观。而且，tutm老师原文中提到了光在样品池处的衍射花样。实际上，从单色器第一准直镜，光束变为平行光，打到光栅上，光栅将光束分为空间排列的多级谱带（即所谓的“分光”），需要的部分波长对应的某级谱带被单色器第一会聚镜聚焦到出射狭缝，并由出射狭缝进一步筛选某一段小范围的近似“单色光”出单色器。对外光路来讲，可以从出射狭缝开始考虑，之前的都可忽略不计。此时，相当于在出射狭缝处有一个与狭缝形状相当的“矩形光源”，并以由出射狭缝和外光路第一准直镜所成的空间锥体的立体角发散出射。经外光路第一准直镜变为平行光，再由外光路第一会聚镜变为类似“束腰状”的小角度会聚光（5度~10左右），聚焦在样品池上。此时，由于经过了出射狭缝、外光路第一准直镜和外光路第一会聚镜的光学传递和几何限制，即使之前有衍射现象，在样品池处也会看不到了。

原文由 zwyu(zwyu) 发表:
今天翻了翻上大学时的《工程光学》的课本，发现我真的把学的都还给老师了。特此更正：平不平行和满不满足干涉条件无关。而且，我发现了我当时记在书上的一段话，现摘抄如下：“干涉和衍射无本质区别。干涉总是指那些有限多的（分立的）光束的相干叠加，而衍射总是指波阵面上（连续的）无穷多子波发出的光波的相干叠加。”而且，多说一句，光栅分光其实是“单缝衍射”和“多光束干涉”复合作用的结果。

原文由 zwyu(zwyu) 发表:
呵呵，我没说清。“该会聚光显然不是平行光，所以不满足干涉的条件”指的是干涉，不是否定衍射。我说的“粗糙”，其实是指tutm老师原文中也提到的“由于自剪的狭缝质量较差，其中有一些纤毛”，造成狭缝的实际等效物理宽度不是您估计的0.3~0.5mm。tutm老师可以想一下实际分光光度计中狭缝的制作要求，一定是要边缘足够平滑，“像刀切的一样”，而不能是“锯齿状”、“毛绒状”等，否则实际宽度会远小于设计宽度。如有兴趣，tutm老师可将该自制狭缝放到高倍显微镜下观察，看看它的“毛边”，估计会很壮观。而且，tutm老师原文中提到了光在样品池处的衍射花样。实际上，从单色器第一准直镜，光束变为平行光，打到光栅上，光栅将光束分为空间排列的多级谱带（即所谓的“分光”），需要的部分波长对应的某级谱带被单色器第一会聚镜聚焦到出射狭缝，并由出射狭缝进一步筛选某一段小范围的近似“单色光”出单色器。对外光路来讲，可以从出射狭缝开始考虑，之前的都可忽略不计。此时，相当于在出射狭缝处有一个与狭缝形状相当的“矩形光源”，并以由出射狭缝和外光路第一准直镜所成的空间锥体的立体角发散出射。经外光路第一准直镜变为平行光，再由外光路第一会聚镜变为类似“束腰状”的小角度会聚光（5度~10左右），聚焦在样品池上。此时，由于经过了出射狭缝、外光路第一准直镜和外光路第一会聚镜的光学传递和几何限制，即使之前有衍射现象，在样品池处也会看不到了。

原文由 tutm(tutm) 发表:

原文由 ghcily(ghcily) 发表:
应该是会增加杂散光的，但是仪器也在这一方面做出了调整，仪器都有滤光片的，消除杂散光

滤光片应该是装在单色器的前面，狭缝射出的单色光是直接进入样品室了，因此滤光片起不了作用的。

当然，单色器狭缝衍射光还是“单色光”，能不能算“杂散光”可能还有异议，但肯定是“在不该有光的地方出现了光”！

也许这个问题已有人研究过，但没看到报道，如果真没人从这个角度去研究、去论述，那我想作为仪器专业的硕士论文专题是够深度的了。