Описание установки

Оптическая схема монохроматора УМ-2 приведена на рис.5.

Внешний вид и конструкция приведены на рис.6. Основные части монохроматора – коллиматор 9, призменный столик с поворотным механизмом 3 и входная труба 2. Коллиматор крепиться в обоиме 8 на плате 16, которая соединена болтами с основанием прибора.

В качестве входной щели коллиматора применена стандартная симметричная щель 10, ширина раскрытие щели от 0 до 4 мм, цена деления на барабанчике 14 равна 0,01 мм. На входную щель надета насадка 11 с антивеньтирующей линзой (F^*=140 мм) и призмой сравнения, вводимой рукояткой 12.

Ножи входной щели установлены в фокальной плоскости объектива, коллиматора. Ввиду того, что фокусное расстояние объектива для каждой длины волны изменяется, предусмотрена возможность фокусировки объектива. В обоиме имеется окно с миллиметровой шкалой и нониусом 7, по которым определяется положение объектива коллиматора. Фокусировочное движение объектива осуществляется маховичком 17. Шкала фокусировки объектива коллиматора освещается лампочкой 5. Для удобства выключатель 33 установлен непосредственно на приборе.

В трубке коллиматора, между щелью и объективом, помещён затвор, с помощью которого можно прекратить доступ света в прибор. Движением затвора управляют с помощью рукоятки 15.

Столик 3 с призмой Аббе 4 установлен на нижнем столике с рычагом, получающим движение от микрометрического винта 18 поворотного механизма. Ось вращения механизма собрана на шарикоподшипниках, поэтому призменный столик перемещается легко и плавно.

На барабане длин волн 21 поворотного механизма нанесены относительные деления – градусы поворота барабана. Отсчёт читается против индекса 20, скользящего по спиральной канавке. Во время работы шкала и индекс освещаются лампочкой 23.

Лучи света, пройдя диспергирующую призму, попадают в объектив входной трубы монохроматора,который собирает их в своей фокальной плоскости. Маховик 24 закрепляет парубок 25 зрительной трубы с окуляром 29. В фокальной плоскости окуляра зрительной трубы имеется указатель с головкой 27, освещаемый лампочкой через сменные светофильтры в револьверной оправе 1, таким образом, при работе в любой области спектра указатель может быть освещён светом той же длины волны. Для регулировки освещения указателя на приборе установлен реостат 30 с выключателем 32. Плато монохроматора с обоимами и поворотным механизмом укреплено на основании 22, которое устанавливается на рельсы 13.

Для проектирования источника света на щель на рельс прибора помещают ахроматический конденсор с фокусным расстоянием f_конд=110 мм и диаметром линзы D_конд=40 мм (рис.7). Конденсор в оправе 3 на стойке 2 с основанием 5 закрепляется на рельсе винтом 6. Конденсор устанавливают по высоте перемещением стойки держателя в основании и фиксируют установочным кольцом 1 с винтом 4. В поперечном направлении конденсор регулируется винтом 7.

Отсчётным устройством прибора является барабан 21. При повороте барабана на одно деление (2) система призм поворачивается на 20.

Монохроматор УМ-2 является симметричной системой: фокусное расстояние коллиматора равно фокусному расстоянию объектива зрительной трубы f₁=f₂=280 мм. Относительное отверстие прибора .

Для градуировки прибора служит ртутная лампа ДРШ, включающаяся в сеть через пульт питания, а так же неоновая лампа МН-5, тоже включающаяся в сеть через пульт.

На передней панели пульта питания находятся выключатели сети, а так же пусковая кнопка и выключатель ртутной лампы.

Внимание! Лампа ДРШ - мощный источник света в видимой и ультрафиолетовой области спектра, поэтому строго запрещается снимать защитное стекло – фильтр ультрафиолетовых лучей. Во время работы в лампе развивается давление до 30 атмосфер, поэтому необходимо исключить резкие передвижения и удары. Корпус пульта питания должен быть заземлён во избежание несчастных случаев.

Запрещается так же прикасаться к оптическим элементам прибора, передвигать указатель – стрелку, выкручивать микрометрический винт входной щели, резко крутить барабан и другие винты регулировки. В случае загрязнения обратиться к преподавателю или лаборанту.

Категорически запрещается без получения допуска и в отсутствии преподавателя или лаборанта включать и регулировать прибор.

Упражнение 1. Градуировка шкалы барабана на УМ-2

Градуировка шкалы барабана производится для установления зависимости показаний шкалы барабана от длины волны спектральной линии, совпадающей со стрелкой указателя, и построения градуировочного графика.

Для градуировки применяются ртутная и неоновая лампы.

Таблица спектральных линий и примерный вид спектров с указанием относительной интенсивности отдельных спектральных линий прилагаются к работе и находятся в лаборатории практикума.

Порядок выполнения

1. По формуле: рассчитывается ширина щели.

2. По известным d_конд=40 мм; f_конд=119 мм; f₁=280 мм; _, используя формулу:

(21)

и формулу:

, (22)

найти a и b.

3. Составить таблицы: таблицу 1 и таблицу 2 (см. далее). В таблице 1 должно быть 17 строк, а в таблице 2 – 26 строк.