 |
|
ГРАДУИРОВКА СПЕКТРОСКОПА
Кафедра физики
Лабораторная работа № 5
ГРАДУИРОВКА СПЕКТРОСКОПА
ГРАДУИРОВКА СПЕКТРОСКОПА
При переходе луча света из одной среды в другую, вследствие различий скоростей в них, его направление изменяется (луч преломляется). Если скорость распространения в данной среде для лучей различной цветности (различной частоты) были одинаковы, то при одинаковом угле падения на границу раздела двух сред были бы одинаковыми и углы преломления. Но опыт показывает, что во всех более или менее плотных средах волны различно периодов распространяются с различной скоростью.
Следовательно, сложный луч, например, белый, идя из воздуха в какое-либо прозрачное тело, дает здесь расходящийся пучок лучей различных цветов. Это распадение сложного луча при преломлении на отдельные цветные луч называется дисперсией света.
В телах, прозрачных для всех видимых лучей, дисперсия белого луч происходит так, что наиболее отклоненными от первоначального направления оказываются лучи фиолетовые (l=0,4 мкм), а наименее — красные (l=0,76 мкм) т.е. показатель преломления непрерывно возрастает с уменьшением длины волны.
Для изучения спектров пользуются прибором, который называет спектроскопом илиспектрометром.
Он дает возможность наблюдать спектры поглощения, а также сплошные линейчатые спектры.
Основными частями спектроскопа являются:
1. коллиматорная труба;
2. дисперсионная призма с углом преломления в 60°;
3. столик с отсчетным барабанчиком;
4. Штатив.
Всякий коллиматор создает искусственно созданное удаление предмета бесконечность, т.е. представляет собой прибор, дающий на выходе параллельный пучок света.
Для этого рассматриваемый предмет (щель) помещается всегда в фокальной плоскости объектива коллиматора (рис. 1).
1. Фокальная плоскость объектива.
2. Щель.
3. Объектив коллиматора.
В спектроскопе Кирхгофа в фокальной плоскости объектива коллиматора помещаются оптическая щель, представляющая собой узкую полоску шириной менее 0,1 мм (0,07), процарапанную на посеребренной стеклянной пластинке (рис.2).
Дисперсионная призма представляет собой оптическую деталь, изготовленную из флинтового стекла (стекла, обладающего большой средней дисперсией) и служит для разложения падающего на него пучка белого света (рис.З).
Зрительная труба в спектроскопе предназначается для рассматривания спектра под определенным углом с увеличением (3,3") и для измерения угловых расстояний между отдельными линиями спектра.
Зрительная труба в спектроскопе состоит из объектива, диафрагмы с индексом, расположенных в фокальной плоскости объектива, и окуляра (рис.4).
1. Источник света. 2. Призма бокового источника света. 3. Щель. 4. Собирающая линза. 5. Дисперсионная призма. 6. Диафрагма с индексом. 7. Окуляр. 8. Зрачок выхода. 9. Коллиматор. 10. Зрительная труба.
Щель и объектив коллиматора закреплены в металлической трубке. Зрительная трубка имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси. Для вращения служит барабанчик, один оборот которого соответствует поворот зрительной трубы на один градус. Барабанчик разделен на 50 делений.
Поворот барабанчика на одно деление соответствует повороту зрительной трубки на1' и 2".
Наведением неподвижного индекса в поле зрения на те или иные участки спектра можно при вращении зрительной трубки производить угловые измерения между отдельными линиями спектра. Окуляр зрительной трубы вместе возможность перемещаться вдоль оси для установления на резкость видения индекса.
Столик с призмой, зрительная труба и коллиматор укреплены на вертикальной штанге, которая входит в отверстие в монолитной чугунной стойке Штанга может поворачиваться вокруг вертикальной оси на 360°. Положение штанги фиксируется зажимным винтом, проходящим через ее боковое отверстие.
При работе на дисперсионную призму надевают картонный колпачок служащий для устранения попадания постороннего света.
Лучи от источника света, находящегося перед щелью коллиматорной трубы, идут через щель и выходят из коллиматорной чечевицы параллельным пучком, затем они отклоняются и разлагаются призмой "Р" и, наконец объективом зрительной трубы "О" собираются (каждая отдельная система лучей) фокальной плоскости в отдельное изображение щели.
Совокупность этих изображений называется спектром.
Этот спектр через окуляр "ОК" рассматривается (как через лупу) субъективно наблюдателем.
При рассматривании действительного изображения спектра (и нити) черезокуляр "ОК", как через лупу, четкое изображение можно получить только сравнительно небольшой части спектра.
Для рассматривания других частей спектра приходится несколько поворачивать штангу вокруг вертикальной оси.