论文导读：光谱分析是利用原子和离子发出光的成分的不同。利用棱镜或光栅的分光作用就可以把不同元素分子发出的光投向不同的位置。
关键词：光谱分析，光的衍射，光的干涉，光栅
1.前言
光谱分析是利用原子和离子发出光的成分的不同，利用光学器件得到光谱图。光谱图形代表了含有这种元素的原子或离子发出的光，也就可以判定含有这种物质。免费论文网。光谱分析是一种快速、准确判断物体所含成分及含成分多少的有效方法。在工程实践中的应用广泛。随着光电技术、计算机技术的发展，利用光谱分析确定物质成分和含量更加的方便，应用领域也更广泛。
２.光谱分析的原理
物质（原子、分子或离子）受到电能、热能、激光、电子或其他基本粒于的作用，在从激发级回到低能级或基态财，往往以光的形式释放多余的能量，这种现象就是光的发射。发射光的频率有能级的能量差值确定：
发射光谱按照其形状可分为：线光谱、带光谱和连续光谱。线光谱是彼此分离的、有特定波长的辐射；带光潜是由许多紧靠着的谱线组成的，它是包括了一定波长范围的谱线所形成的谱带。
利用棱镜或光栅的分光作用就可以把不同元素分子发出的光投向不同的位置，从而形成光的谱线。由于不同的元素发出的光的成分不同，形成的光的谱线也就不同。利用元素的发光光谱的比较，就可以准确地判断是否含有某种元素。光谱的相对强度就代表了元素的含量。光栅是常用的分光器件。
衍射光栅是一种应用非常广泛、非常重要的光学元件，通常讲的衍射光栅都是基于夫
朗和费多缝衍射效应进行工作的。所谓光栅就是由大量相同间隔的透光狭缝构成的光学元件。随着光栅理论和技术的发展，光栅的衍射单元已不再只是通常意义下的狭缝。广义上可以把光栅定义为：凡是能使入射光的振幅或相位或两者同时产生周期性空间调制的光学元件。
由光栅的分光原理可知，光栅衍射的零级主极大，没有色散作用，不能用于分光、光栅分光必须利用高级主极大。由多缝衔射的强度分布已知，多缝衍射的零级主极大占有很大的一部分光能量，因此可用于分光的高级主极大的光的能量较少，大部分能量将被浪费。所以，在实际应用中必须改变通常光栅的衍射光强度分布，使光强度集中到有用的那一光谱级上去。平面衍射光栅之所以零级主极大占有很大的一部分光能量，是由于缝之间的干涉零级主极大与每个缝的单缝衍射主极大重合。而这种重合起因干于涉和衍射的光程差均由同一折射射角决定。要想将这两个极大方向分开，必须使衍射和干涉的光程差分别由不同的国素决定。
解决的办法是在平面玻璃上刻出锯齿形细槽构成的透射式闪耀光栅或在金属平板表面刻出锯齿槽构成的反射式闪耀光栅，就可以通过折射和反射的方法，将干涉零级与衍射中央主极大位置分开。在这种结构中，光栅干涉主极大方向是以光栅面法线方向为其零级方向，而衍射的中央主极大方向则是由刻槽面法线方向等其他因素决定的。现在的光木仪器中大量使用的是反射式光栅。尤其是闪耀光栅。
４应用
在实际应用中利用光谱分析的仪器是光谱仪。主要用于研究物质的辐射，光与物质的相互作用、物质结构、物质含量分析等方面。
应用一：冶炼行业中的元素含量的分析
利用光谱仪做物质化学组成，具有分析速度快、准确度高，样品用量少等特点。它可一次测多种元素，广泛应用于冶金工业、机械工业、地矿系统及高纯材料分析中。炉前分析要求快速准确测定才能在冶炼过程起到有效地控制材料成分。有效地监控了材料成分,就可以保证产品的质量，降低产品的废品率。
应用二：发动机油液分析，进行故障分析
发动机运行过程中状态的变化和油液特性的变化、物质构成变化的相关系非常大。对油液的监控就是对运行设备物理参数、化学参数、机械参数、运行参数、工作参数等数据进行了监测,从而判断设备所处的状态。随着科学技术的进步,设备在向着大型化、复杂化、自动化、高精度、高生产率的方向发展,设备的意外失效和损坏都会引起巨大的经济损失,甚至会产生灾难性的后果。因此对设备的状态监测变得越来越重要。油液分析是一项对机械设备使用的油液的物理、化学性能以及油液中所含磨屑杂物等进行分析的技术,是当今设备状态监测的重要方法之一。利用光谱分析可以准确地分析判断油液的物质组成含量的变化，从而确及早发现故障隐患。免费论文网。免费论文网。
在工程实际中，进一步的探索和实践，光谱分析的方法、类似的利用物质成分含量分析的方法的用途会进一步扩大。
[参考文献]
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