郑 逸,张 权,韦先涛,朱 玲

(中国科学技术大学 a.少年班学院; b.物理学院，安徽 合肥 230026)

摄谱实验是大学物理实验课程之一，其主要数据处理思想是根据已知的元素谱线波长和拍摄得到的谱线图，通过比对，计算出未知元素的谱线波长. 谱线的拍摄方式主要有感光胶片、线阵CCD和面阵CCD等几种方式[1]. 利用彩色的面阵CCD相机拍摄谱线，既可以直接获取谱线位置信息，避免了底片冲洗和读谱等繁琐过程，又可以得到直观的彩色谱线图片，结合了其他方式的优点. 使用计算机处理实验数据可以提高效率，减小误差，是科学研究、工业生产和实验教学近几十年来的发展趋势.

1 摄谱实验

以中国科学技术大学物理实验教学中心开设的摄谱实验为例，介绍基于彩色CCD的棱镜摄谱实验数据处理方法. 实验使用的棱镜摄谱仪，由北京教学仪器厂生产的棱镜摄谱仪改造而成，如图1所示. 已知光源发射的光线经过透镜聚焦射入狭缝S1，L1为准直透镜(与S1的距离等于其焦距)，经过L1后变为平行光，经过阿贝棱镜被反射、分光，经过透镜L2后平行光会聚到彩色CCD的成像面上，拍摄得到谱线图[2].

图1 摄谱实验装置示意图

氦谱因为在可见光范围内谱线相对较多，一般用来作为已知光谱，待测的未知光谱为汞谱和钠谱(也可以更换成氢谱等其他光源).

实验中使用1/2英寸的CCD，其感光面宽度有限，无法一次性拍摄到所有可见光谱线；而使用大尺寸的CCD又会增加实验成本. 所以实验中采……