Описание экспериментальной установки

В работе используется монохроматор УМ-2. Монохроматором называется прибор, позволяющий выделять из спектра излучения источника только одну спектральную линию (или достаточно узкий спектральный интервал). Оптическая схема монохроматора приведена на рис. 77.1. Свет от источника S падает на входную щель монохроматора 1, которая находится в фокальной плоскости объектива коллиматора 2. Из коллиматора выходит пучок параллельных лучей и падает на призму постоянного угла отклонения 3.

Рис. 77.1

Вследствие дисперсии, т. е. зависимости коэффициента преломления материала призмы от длины волны, падающий свет разлагается в спектр, монохроматические составляющие падающего света отклоняются на разные углы от направления падающего луча. Угол отклонения минимален, если углы i₁ и равны. В этом случае лучи в призме идут параллельно ее основанию (луч на рис. 77.1).

В призме, используемой в монохроматоре, луч, идущий в минимуме отклонения, проходит первую 30°-ю призму параллельно основанию. Отразившись от гипотенузной грани 45°-й призмы, он входит во вторую, 30°-ю призму также параллельно основанию. Поскольку , угол между падающим лучом и лучом, вышедшим из призмы, но проходящим в ней в минимуме

отклонения, всегда составляет 90°. Если призму вращать вокруг оси, проходящей через точку В, то минимум отклонения будут испытывать лучи света другой длины волны.

Таким образом можно выделять на выходе призмы монохроматические составляющие падающего света или узкие спектральные участки. Лучи, отклоненные на 90° от направления падающего пучка, попадают в объектив зрительной трубы 4, который собирает их в своей фокальной плоскости.

Рис. 77.2

Изображение спектра рассматривается через окуляр зрительной трубы монохроматора 5.

Общий вид установки представлен на рис. 77.2. Ширина входной щели монохроматора регулируется микрометрическим винтом 1. С помощью маховика 2 объектив коллиматора устанавливается так, чтобы входная щель находилась в его фокальной плоскости. Поворот призмы связан с барабаном длин волн 3, на котором по спирали нанесена шкала в градусах. Шкала длин волн предварительно градуируется по известным спектрам. Отсчет делений по

барабану считывается против индекса 4. Шкала барабана освещается лампочкой, которая включается тумблером 5. В фокальной плоскости окуляра зрительной трубы имеется указатель, освещаемый лампочкой через сменные светофильтры 6. При работе в любой области спектра указатель может быть освещен светом той же длины волны. Лампочка включается тумблером 7.

Источником света является ртутная лампа ДРШ 8, которая установлена на конце рельса Р. Внимание! С ртутной лампой следует обращаться осторожно; давление в ней составляет 30 атм! Конденсорная линза 10 фокусирует излучение ртутной лампы на входной щели монохроматора. Разрядная трубка с неизвестным газом смонтирована на высоковольтном

генераторе «Спектр». Этот блок 11 поворачивается вокруг вертикальной оси, что дает возможность убрать газоразрядную трубку с пути излучения ртутной лампы, не снимая ее с рельса.