Монохроматор ум-2 и источники излучения

Основные данные: диапазон спектра 3800 - 10 000Å; линейная дисперсия (при = 4860) - 80 Å /мм.

Оптическая система монохроматора показана на рис. 18.1, где 1 - источник света, 2 - конденсор, 3 - входная щель монохроматора, 4 - объектив коллиматора, 5 - спектральная призма, 6 - объектив зрительной трубы, 7 - выходная щель, 8 - окуляр. Свет через входную щель падает на объектив коллиматора и параллельным пучком проходит через призму. Под углом 90° к падающему пучку света помещается выходная труба монохроматора.

Рис. 18.1

Поворачивая призменный столик на различные углы относительно пучка света, получают в выходной щели свет различной длины волны, проходящий через призму в условиях минимума отклонения.

Внешний вид монохроматора показан на рис. 18.2. Монохроматор состоит из коллиматора 5, призменного

Рис. 18.2

столика 3 с поворотным механизмом и выходной трубы 2. В качестве входной щели коллиматора применена стандартная симметричная щель с шириной раскрытия от 0 до 4 мм, высотой 15 мм, с ценой деления на барабанчике 6, р

Рис. 18.2

авной 0,01 мм.

Столик 3 с призмой 4 получает движение от микрометрического винта поворотного механизма 7. На измерительном барабане 8 поворотного механизма нанесены деления. Отсчет читается против индекса 9, скользящего по спиральной канавке.

В первой фокальной плоскости окуляра зрительной трубы имеется указатель, освещаемый ленточной лампой через сменные светофильтры в револьверной оправе 1. При работе в любой области спектра указатель может быть освещен светом той же длины волны.

Порядок выполнения работы

Первая часть работы заключается в определении длин волн линий спектра неона. Спектр неона получается при помощи неоновой лампы «тлеющего разряда».

Призматический спектр в различных участках растянут различно. Одному и тому же интервалу длин волн соответствует возрастающее по мере перехода от красного к фиолетовому концу спектра линейное расстояние . Таким образом, для определения длин волн спектральных линий необходимо прежде всего проградуировать шкалу барабана 7 в длинах волн, т.е. найти зависимость , где l - отсчет по шкале. Градуировка осуществляется с помощью известного линейчатого спектра паров ртути. Расположение и д лины волн спектра паров ртути приведены на рис. 18.3 и в таблице.

Рис. 18.3

6500 6000 5500 5000 4500 4000

1. Поставить на скамью ртутную лампу. Включить. Режим включения указан на рабочем месте.

1. Необходимо снять показания, по шкале барабана монохроматора, соответствующие наиболее ярким спектральным линиям. Эти отсчеты занести в таблицу. Измерения произвести один раз, погрешность оценить в два деления шкалы барабана.

2. После выполнения градуировки ртутную лампу заменяют исследуемой лампой.

3. Измеряют положение линий спектра газа, отмечая цвет линий и занося отсчеты по барабану в таблицу.

Таблица

Линии спектра ртути			Неизвестный газ
Цвет	, нм	li	Цвет	li	, нм
Красная 1	690,7
Красная 2	673.6
Красная 3	623,4
Оранжевая 1	612,3
Оранжевая 2	607,3
Желтая 1	579,1
Желтая 2	577,0
Зеленая	546,1
Голубая 1	496,2
Голубая 2	491,6
Синяя 1	435,8
Синяя 2	434,7
Синяя 3	433,9
Фиолетовая 1	407,8
Фиолетовая 2	404.7

Вторая часть работы заключается в наблюдении спектров поглощения. Если осветить щель коллиматора белым светом от нити лампы накаливания, то в окуляр виден сплошной спектр. Если между источником и щелью поместить вещество (жидкость, газ, твердое вещество), поглощающее свет определенных длин волн, то в спектре появятся темные места. Таким образом, получается спектр поглощения. Спектры поглощения находятся в соответствии со спектрами испускания (закон Кирхгофа) и по ним также можно судить о химическом составе поглощающего вещества.