4. Порядок выполнения работы

4.1. Градуировка шкалы барабана монохроматора УМ-2

4.1.1. По формуле (8) рассчитать нормальную ширину щели коллиматора и определить правильность ее установки для зеленой линии ртути.

4.1.2. Установить на оптической скамье ртутную лампу так, чтобы оптические оси входной трубы монохроматора и лампы совпадали. Включить ртутную лампу.

4.1.3. С помощью конденсорной линзы получить изображение лампы в центре колпачка трубы, затем снять колпачок.

4.1.4. Поворачивая барабан, просмотреть через окуляр весь спектр от фиолетовых до красных линий. При правильной юстировке системы все линии должны быть хорошо видны.

4.1.5. Последовательно совмещая с индексом линии ртути от красных до фиолетовых, снять отсчёты по барабану монохроматора, отмечая цвет линии и ее длину волны (пользуясь атласом ртутного спектра). Затем повторить измерения в обратном порядке от фиолетовых до красных линий.

4.1.6. Повторить п.4.1.5 не менее трёх раз.

4.1.7. Провести статистическую обработку результатов с доверительной вероятностью 90%.

4.1.8. Построить градуировочный график с учетом ошибки измерений каждого отсчета. По оси ординат отложить углы отсчитанные по барабану, по оси абсцисс - соответствующие длины волн. Масштаб следует выбирать так, чтобы график был достаточно большой и позволял четко определять длину волны с точностью до 1нм. Градуировочный график должен представлять собой плавную кривую и распространятся на всю видимую часть спектра (от 400 до 700 нм).

4.2. Определение дисперсии монохроматора УМ-2

Как сказано ранее, показатель преломления имеет различное значение для различных длин волн; дисперсия прибора будет также различной для разных участков спектра. В данной работе определяется линейная дисперсия для следующих участков спектра: 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700 нм.

4.2.1. Вычислить величины: угловую и линейную диперсию прибора по формулам. Величина dl во всех случаях берется по указанию преподавателя, соответствующее значение dj берется по градуировочному графику. При этом следует учесть указанную выше цену деления барабана: 2^о по барабану соответствует 20^’’ поворота призмы. Для вычисления линейной дисперсии необходимо значение угловой дисперсии перевести в рад./нм и умножить на фокусное расстояние зрительной трубы f.

4.2.2. По полученным данным построить график зависимости линейной дисперсии от длины волны.

5. Контрольные вопросы и задания

1. Какие функции выполняют диспергирующий элемент, коллиматорный и камерный объективы спектрального прибора?

2. Какие причины вызывают уширение наблюдаемой спектральной линии при регистрации прибором монохроматического излучения?

3. Что называется аппаратной функцией спектрального прибора?

4. Какой вид имеют аппаратные функции для призменного и дифракционного спектрографов с узкой входной щелью; для интерферометра Фабри -Перо?

5. Как связан регистрируемый прибором спектр с истинным спектральным распределением исследуемого излучения?

6. От каких величин, характеризующих призму, зависит разрешающая способность призменного спектрографа? Почему разрешающая способность максимальна при симметричной установке призмы?

7. Объясните использование ртутной лампы в данной работе. Можно ли ее заменить на другой прибор? (Например, лазер с перестраиваемой частотой. Что лучше?)

8. Улучшится ли разрешающая способность спектрального прибора, если в качестве диспергирующего элемента применить дифракционную решетку?