11

Лабораторная работа №5. Изучение и методика работы с гониометром-спектрометром гс-5

Цель работы:ознакомиться с назначением и устройством гониометра-спектрометра;.

Приборы и принадлежности:

1. Гониометр-спектрометр.

2. Монохроматор. 3. Исследуемая призма. 4. Ртутная лампа.

Изучить к выполнению работы следующие вопросы:

1. Методы измерения углов между плоскими полированными гранями твердых тел.

2. Показатель преломления вещества. Методы измерения показателей преломления.

3. Дисперсия вещества. Методы определения дисперсии вещества.

4. Устройство, оптическая схема гониометра и методика работы с ним.

Литература:

1. Г. С. Ландсберг. Оптика. М.: наука, 1976.

2. Описание ганиометра-спектрометра ГС-5

1 Назначение

Гониометр-спектрометр ГС 5 является оптическим наблюдательным прибором лабораторного типа и предна­значен для:

• измерения углов между плоскими полированными гра­нями твердых прозрачных и непрозрачных предметов;

• определения показателя преломления прозрачных твер­дых материалов по измеренному углу наименьшего отклонения призмы и методом автоколлимации;

• измерения дисперсии по измеренному углу наименьше­го отклонения призмы;

• измерения пирамидальности призм и других исследо­вательских работ.

Прибор работает в сухом и чистом помещении при темпе­ратуре от +15 до +30°С. Допустимое колебание температуры при измерениях ±2°С.

Основные параметры и размеры

Увеличение труб с окуляром-кубом ……………….………..40,9^х

Поле зрение труб…………………………………………….не менее 0⁰50'

Фокусное расстояние объективов зрительной

трубы и коллиматора………………………………………………....400,6

Световой диаметр объектива труб………………………………..…50мм

Разрешающая сила труб (в центре поля зрения)

при установке на бесконечность………………………………………..3''

Увеличение микроскопа …………………………………………….55,6^х

Цена деления лимба…………………………………………………….20'

Точность измерения углов………………………………………………5''

Цена деления шкалы оптического микрометра………………………..1''

Цена деления круглого уровня………………………………………7-15'

Цена деления шкалы окуляра Аббе ………………………….1'

Габаритные и весовые данные

Масса объекта, помещенного на столик прибора………. не более 7кг

Расстояние между объективами труб…………………не менее 200мм

Высота от плоскости столика до оси труб….…………………..35мм

Габаритные размеры гониометра-спектро­метра…..800X360X470 мм

Масса гониометра-спектрометра….…………………………….49,3 кг

Габаритные размеры ящика № 1 для

принадлежностей..………………………………….380 X205X150мм

Габаритные размеры ящика № 2 для

принадлежностей......……………….………………285X192X117мм

Масса ящика № 1 с принадлежностями…….…………….………4,5кг

Масса ящика № 2 с принадлежностями……………….…………2,5кг

2 Устройство прибора Оптическая система

Оптическая система гониометра состоит из зрительной трубы, коллиматора и отсчетного устройства.

Зрительная труба и коллиматор представляют собой теле­скопические системы с внутренней фокусировкой.

Коллиматор состоит из сетки 2 (рис. 2) и объектива 3, 4. Зрительная труба состоит из объектива 5, 6, сетки 7 и оку­ляра 8. Подсвеченная лампой 1 сетка 2 коллиматора распо­ложена в фокусе объектива 3, 4. Коллиматор дает парал­лельный пучок лучей, который, отразившись от грани иссле­дуемой детали, попадает в объектив 5, 6 зрительной трубы, проходит через сетку 7 и затем попадает в окуляр 8.

Объектив зрительной трубы одинаков с объективом кол­лиматора. Рядом с окуляром 8 зрительной трубы расположен окуляр 29 отсчетного устройства.

Отсчетное устройство состоит из матового стекла 9, линзы 10, светофильтра 11, призм 12, 14, 17, 18, 21, 27, стеклянного лимба 13, объективов 15, 16, 19, 20, 26, 28, пары неподвижных клиньев 22, пары подвижных клиньев 23, разделительного блока 24, шкалы 25 и окуляра 29.

Ход лучей в отсчетном устройстве следующий. От лампы через матовое стекло 9, линзу 10, светофильтр 11 и прямо­угольную призму 12 освещается лимб 13.

На поверхности лимба нанесена шкала с делениями. Шкала оцифрована от 0^одо 360^о. Цена деления равна 1^о. Каждое деление, в свою очередь, раздельно на 3 части. Таким образом, цена одного деления лимба равна 20'.

Изображение штрихов лимба через призменный блок 14, 17 и объектив 15,16 передается на диаметрально противоположный участок лимба. Изображение штрихов двух диаметрально противоположных участков лимба через систему призм 18, 21 и объектив 19, 20 передаются в оптический микрометр и микроскоп, причем одно изображение прямое, другое – обратное.

Принцип действия оптического микрометра заключается в следующем.

На ходу лучей от лимба к микроскопу помещены две пары оптических клиньев 22 и 23.

Верхние и нижние клинья каждой пары имеют одинако­вые, но направленные в противоположные стороны углы и представляют в сумме плоскопараллельные пластинки.

Верхние клинья расположены на пути пучка лучей, да­ющих прямое изображение штрихов лимба, нижние — на пути пучка лучей, дающих обратное изображение штрихов диаметрально противоположного участка лимба.

См. Рис оптическая схема. (Приложение 1)

При движении подвижных клиньев по ходу лучей послед­ние будут смещаться навстречу друг другу.

Таким образом, перемещая клинья в прямом и обратном направлениях, можно совместить или развести изображения штрихов диаметрально противоположных участков лимба.

Пройдя через клинья, изображения штрихов лимба попа­дают на разделительный блок 24.

В окуляр 29 микроскопа рассматривают одновременно изображения штрихов лимба и шкалу микрометра, жестко соединенную с подвижными клиньями.

Шкала рассчитана таким образом, что при перемещении ее на 600 делений смещается верхнее изображение штрихов лимба относительно нижнего на 10'.

Каждое деление шкалы соответствует 1/600 от 10', т. е. 1'' Поле зрения отсчетного микроскопа приведено на рис. 3. В левом окне наблюдаются изображения диаметрально 1ротивоположных участков лимба и вертикальный индекс, в правом окне деления шкалы оптического микрометра и горизонтальный индекс.

Чтобы снять отсчет по лимбу, необходимо повернуть маховичок 49 оптического микрометра (рис. 3) настолько, чтобы верхние и нижние изображения штрихов лимба в левом окне точно совместились.

Число градусов будет равно видимой ближайшей левой от вертикального индекса цифре. 0. Число десятков минут равно числу интервалов, заключенных между верхним штрихом, который соответствует отсчитанному числу градусов, и нижним оцифрованным штрихом, отличающимся от верхнего на 180°. Число единиц минут отсчитывается по шкале микрометра в правом окне по левому ряду чисел. Число десятков секунд - в том же окне по правому ряду чисел. Число единиц секунд равно числу делении между штри­хами, соответствующими отсчету десятков секунд, и непо­движным горизонтальным индексом. Положение, покачанное на рис. 3, соответствует отсчету 0^о15”57’.