35
2
2
sin
b
a
b
c
b
і довжина хвилі буде визначатися за формулою
,
2
2
b
a
k
db
У цій роботі похибку визначення довжини хвилі не оцінюють, оскільки немає повної
чіткості у виборі середини частини спектра даного кольору.
Хід роботи
1. Складіть вимірювальну установку, встановивши екран на відстані 50 см від
решітки. Добийтеся, дивлячись через дифракційну решітку і щілину в екрані на джерело
світла, щоб дифракційні спектри розмістилися паралельно шкалі екрану. Для цього
відкоригуйте розміщення решітки у тримачі.
2. Проведіть необхідні дослідження розміщення на екрані червоного світла в
дифракційному спектрі 1-го порядку. Результати вимірювань та обчислень внесіть до
таблиці:
3. Зробіть те саме для решти кольорів світла дифракційного спектра 1-го
порядку.
4. Порівняйте одержані результати з поданими в довіднику або підручнику
довжинами хвиль відповідних кольорів.
5. За результатами досліджень зробіть висновок.
Контрольні запитання
1. Яка будова дифракційної решітки? Що називається її періодом?
2. Як утворюється дифракційний спектр? Чим він відрізняється від
дисперсійного?
3. Які промені дифракційного спектра відхиляються від початкового напряму
поширення на більший кут? Чому?
4. Як впливає зміна періоду дифракційної решітки на кут відхилення світлових
променів?
36
Лабораторна робота №14
Тема: Спостереження суцільного і лінійчастого спектрів речовини.
Мета: Навчитися проводити якісний спектральний аналіз речовини, градуювати
спектроскоп.
Обладнання: Спектроскоп двотрубний з відліковим мікрометричним гвинтом;
трубки спектральні; прилад для засвічування спектральних трубок
"Спектр"; джерело електроживлення для практикуму ДЕЖП-І;
вимикач; комплект проводів з'єднувальних; дротина із жмутком вати
на підставці; колба із спиртом; сіль кухонна; сірники.
Теоретичні відомості
Цю роботу виконують за допомогою спектроскопа,
зображеного на мал. 1, де 1 - окуляр; 2 - зорова труба, 3 -
об'єктиви, 4 - коліматор, 5 - щілина, 6 - мікрометричний
гвинт. Схему спектроскопа і хід променів у ньому
показано на рис. 2. Розбіжний світловий пучок, який іде
від джерела світла, розміщеного поблизу щілини
коліматора, проходить крізь щілину в головному фокусі
лінзи (об'єктива коліматора) і після лінзи паралельним
пучком падає на грань скляної призми. У призмі цей
пучок відхиляється до основи і розкладається на складові
кольорові пучки, оскільки різним частотам відповідають
різні кути заломлення. Після виходу з призми ці пучки
ще раз відхиляються до основи призми і йдуть в об'єктив
зорової труби.
Пройшовши об'єктив, кожний пучок одноколірних
променів утворює у фокальній площині об'єктива дійсне кольорове зображення щілини
коліматора. З безлічі таких зображень утворюється спектр, червона ділянка якого лежить
у напрямі до вершини призми, а фіолетова - до основи. Зорову трубу на певній лінії
спектра фіксують с допомогою тонкої вертикальної нитки, яку натягнуто всередині труби
в тій самій площині, де утворюється спектр. Розглядаючи дійсне зображення спектра (і
нитки) через окуляр, як через лупу, видно тільки частину спектра. Щоб розглянути окремі
частини спектра, зорову трубу треба повертати, користуючись мікрометричним гвинтом,
будова якого подібна до будови мікрометра.
Щоб можна було за розміщенням ліній у. спектрі визначити в джерелі
випромінювання наявність тих чи інших хімічних елементів, спектроскоп треба
проградуювати. Для цього спостерігають вже відомий спектр якого-небудь світового газу.
Довжину хвилі, яка відповідає кожній ІЗ спостережуваних ліній, беруть із довідника.
Потім суміщають нитку зорової труби з кожною із спектральних ліній, знімають покази
відлікового пристрою і будують криву. Для цього на вертикальній осі відкладають відомі
довжини хвиль, а на горизонтальній - покази мікрометра, які їм відповідають (зняті під час
досліду).
Після градуювання, спостерігаючи: лінійчатий спектр невідомої речовини, на
побудовану криву наносять покази мікрометра. Користуючись такою кривою, для кожної
нової спектральної лінії можна визначити довжину хвилі, а потім з довідника можна
дізнатися, спектру якого елемента належать ці лінії.