光谱仪器是光电仪器的重要组成部分 。它是用光学原理，对物质的结构和成份等进行测量、分析和处理的基本设备，具有分析精度高、测量范围大，速度快等优点 。它广泛应用于冶金、地质、石油、化工、医药卫生、环境保护等部门；也是军事侦察、宇宙探索、资源和水文探测等必不可少的遥感设备 。

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一． 光谱棱镜的分光原理
1． 棱镜色散公式
1665年牛顿发现了光的色散现象，他令一束平行的白光通过一块玻璃棱镜，在棱镜后的屏幕上得到一条彩色光带 。这就是最原始的色散模型 。
如图12－1所示是通光棱镜主截面的光路图 。

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它是一个顶角为α的等腰三角形棱镜 。光束的入射方向和出射方向的夹角θ为偏向角 。
折射定律为

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n0Sini1=n Sini1\'
n0Sini2\'= n Sini2 ----------(1)
如果棱镜置于空气中，n0≈1，则（1）式为

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Sini1=n Sini1\'
Sini2\'= n Sini2 ----------(2)
如图可见 α= i1\'+ i2 ----------(3)
θ=（i1- i1\'）+（i2\'- i2）
= i1+ i2\'-( i1\'+ i2)
= i1+ i2\'-α ----------(4)
将折射角与入射角的关系式（2）代入上式得

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----------(5)
由（5）式可见，对于α角已定的光谱棱镜，当入射角i1不变时，偏向角θ是折射率n的函数 。又因为n是波长λ的函数，所以θ随波长的不同而不同 。一束白光经棱镜后，各波长对应的偏向角θ不同，即在空间上被分解开来,如图12－2所示 。

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一般λ↓、n↑、θ↑
（ 注：Hartman哈特曼经验公式

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n0 、c和α1都是一些常数，玻璃不同，它们的数值不同 。）
2. 最小偏向角条件

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函数有一个最小值

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将⑷式对

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微分

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最小偏向角的必要条件是

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，则

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将⑵式微分：

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将上式相除得：

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将⑶式微分得

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并代入上式得

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将此式代入⑹式得：

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将上式平方并利用⑵式得：

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由⑼式可见，只有当

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时，⑼式才成立 。
在

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时，有：

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＞0
所以上述条件，也是实现最小偏向角的充分条件 。

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