Лабораторная работа 16. Исследование дисперсии и разрешающей способности призмы методические указания к лабораторной работе для студентов всех специальностей и направлений подготовки
 Скачать 0.86 Mb.
|
|
Описание экспериментальной установки Все измерения осуществляются на установке, общий вид которой представлен на рис. 5, а схема на рис. 6. Она включает источник света (ртутную лампу) и гониометр.  Рис. 5. Общий вид экспериментальной установки  Рис. 6. Схема экспериментальной установки Элементы экспериментальной установки: 1. Ртутная спектральная лампа; 2. Элемент крепления ртутной спектральной лампы; 3. Щель коллиматора; 4. Заглушка щели коллиматора; 5. Винт, регулирующий ширину щели; 6. Коллиматор; 7. Зрительная труба; 8. Окуляр зрительной трубы; 9. Винт для фокусировки изображения; 10. Винты, регулирующие вертикальный наклон зрительной трубы и коллиматора; 11. Винт, фиксирующий положение зрительной трубы; 12. Круговой нониус; 13. Лимб; 14. Призматический столик; 15. Винт, фиксирующий положение столика; 16. Лупы нониуса; 17. Дифракционная решётка; 18. Стеклянная призма. Излучение лампы 1 проходит через щель 3 (ширину щели можно регулировать винтом 5). Коллиматор 6 (собирающая линза, установленная от входной щели на фокусном расстоянии) формирует из расходящегося пучка света параллельный, который падает на призму, установленную на призматическом столике 14. Излучение после прохождения призмы попадает в зрительную трубу 7, имеющую визир. В окуляр 8 наблюдают спектральную линию и совмещают ее с визиром, для чего перемещают подвижную часть столика вместе с укрепленной на ней зрительной трубой. Фиксацию зрительной трубы в заданном положении осуществляется с помощью винта 11, а фокусировку зрительной трубы – с помощью маховичка 9. Ручки 10, служащие для изменения угла наклона коллиматора и зрительной трубы, отрегулированы и в процессе работы не следует менять их положение. Более детально прохождение света через призму проиллюстрировано рис. 7. Здесь L – источник света, Sp – щель выдвижного тубуса, S – коллиматор, SO – линза коллиматора, PT – столик для призмы или дифракционной решетки с юстировочными винтами, P – призма, FO – линза зрительной трубы, F – зрительная труба, O – окуляр, K – визирная нить, W – угломерное устройство с нониусом.  Рис. 7. Прохождение света через исследуемую призму Углы поворота зрительной трубы отсчитываются с точностью до долей градуса с помощью специального отсчетного устройства (рис. 8). Измерительная шкала состоит из двух половин – лимба и нониуса. На лимбе по часовой стрелке нанесена основная градусная шкала с ценой деления 0,5º, полный оборот которой составляет 360º. Внутри лимба на подвижной втулке, жестко связанной со зрительной трубой, нанесены два нониуса, расположенные диаметрально. Нониусы имеют по 30 делений (цена деления шкалы нониусов составляет 1’). Принцип регистрации углов иллюстрируется рис. 8.  Рис. 8. Принцип регистрации углов с помощью измерительного устройства Дополнительные комментарии: - НЕЛЬЗЯ без разрешения преподавателя или лаборанта включать источник питания ртутной лампы. - НЕЛЬЗЯ вращать юстировочные винты, расположенные под призматическим столиком. Это может привести к перекосу столика. - При помощи юстировочного винта 15, расположенного под призматическим столиком, можно фиксировать его положение относительно его оси вращения. - Юстировочный винт 10, расположенный под зрительной трубой 7, отвечает за угол наклона тубуса (как следствие – за положение спектральных линий в окуляре); при помощи юстировочного винта 9, расположенного у окуляра 8 можно изменять его фокусное расстояние (влияет на чёткость изображения в окуляре). - Ширина щели коллиматора 3 влияет на ширину спектральных линий: чем шире открыта щель, тем более широкими будут наблюдаемые спектральные линии. Порядок выполнения работы 1. Подготовка прибора к работе 1) включить источник питания ртутной лампы с помощью кнопки, расположенной на задней поверхности источника; 2) сфокусировать окуляр зрительной трубы так, чтобы изображения спектральных линий и визир были видны наиболее четко. Если изображение линии широкое, то необходимо уменьшить ширину входной щели. В этом случае положение спектральных линий определяется наиболее точно. 2. Определение преломляющего угла призмы 1 Лучи света от коллиматора ) повернуть столик так, чтобы призма была обращена преломляющим ребром B в сторону коллиматора (рис. 9); 2  ) повернуть зрительную трубу так, чтобы в нее попадал свет, отраженный от одной из граней призмы (при этом должна быть видна узкая линия светло-голубого цвета), совместить визир с серединой изображения и определить положение зрительной трубы 1 по отсчетному устройству;3) не меняя положения столика с призмой, повернуть зрительную трубу так, чтобы в нее входил свет, отраженный от другой грани призмы, навести визир на середину изображения входной щели и определить 2; 4) найти разность полученных отсчетов . Из четырехугольника DBEO (рис. 9) имеем 360 – + 2 + 2 = 360. Отсюда преломляющий угол призмы = + = /2; 5) повторить измерения трижды, каждый раз сбивая и заново отыскивая изображение искомой линии. Записать результаты измерений в табл. 1; |