III. Порядок выполнения работы
Преподаватель или лаборант включает установку.
Узнать у преподавателя или лаборанта период дифракционной решетки d и её общую ширину l. Записать эти данные перед таблицей.
Отпустите стопорный винт 7 и, наблюдая картину дифракции через окуляр 3,б зрительной трубы 3, поворотом корпуса 4 установите его так, чтобы в поле зрения была белая (цвета источника) линия, т.е. максимум нулевого порядка. Рукояткой 3,а добейтесь резкого его изображения.
Вращая оправку окуляра 3,б, добиться резкого видения в его поле зрения перекрестия
,
образованного тонкими х – образно
расположенными линиями.Поверните корпус 4 влево и установите перекрестие на одну из спектральных линий, например на зеленую. Закрепите корпус 4 стопорным винтом 7. Добейтесь точного совмещения перекрестки с серединой наблюдаемой спектральной линии с помощью микрометрических винтов.
Выполните отсчет угла. Для этого, наблюдая в отсчетный микроскоп 9, проделайте следующие операции.
Поворотом оправки окуляра отсчетного микроскопа 9 добейтесь резкого наблюдения шкал гониометра (рис.22).
Рукояткой 10 совместите двойные штрихи верхней и нижней шкал гониометра.
Найдите φл. Для этого выполните отсчет градусов и десятков минут. При необходимости более точного измерения углов выполните отсчет в правом окошке минут по левому столбику и секунд по правому (см. примеры, данные при описании гониометра или в следующем пункте 6).
Отпустите стопорный винт 7. Поверните корпус 4 вправо и поймайте в перекрестие окуляра линию того же цвета и того же порядка. Закрепите корпус стопорным винтом 7 и с помощью микрометрических винтов 8 точно установите линию в перекрестие окуляра. Найдите угол дифракции φп.
Пример. Пусть мы получили следующую картину:
.
Тогда измеренный угол равен 356˚00 + 10′∙3 + 7′44″ = 356˚37′44″,
а искомый угол дифракции вправо φп=360º00′00″ – 356º37′44″ = 3º22′16″
Для той же выбранной спектральной линии выполнить замеры в других порядках, если они наблюдаются (обычно во 2-ом и 3-ем). Все результаты занести в таблицу измерений.
Таблица измерений
|
№ опыта |
Цвет |
m |
φл |
φп |
|
λi, мкм |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
IV. Обработка результатов.
Найти по отдельности для каждого цвета средние значения углов дифракции для 1-ого порядка (2-ого и 3-его) и результаты записать в таблицу.
По формуле (10.2) рассчитать λi по измеренным
для
1-ого, (2-ого и 3-его порядков).Найти для каждого цвета в отдельности
.
Результаты занести в таблицу измерений
и в таблицу результатов.Найти средние абсолютные погрешности результатов косвенных измерений для каждого цвета
и занести их таблицу результатов.
Дополнительное задание.
Рассчитать разрешающую способность дифракционной решетки. Для этого надо:
Выяснив её ширину l у преподавателя или лаборанта, рассчитать число штрихов N=l/d.
Максимальный порядок m взять из опыта.
Разрешающую способность рассчитать по формуле (10.6).
V. Выводы: 1) Длины волн наблюдаемых спектральных линий спектра паров ртутной лампы приведены а таблице результатов.
Таблица
|
Цвет линии |
Фиолетовая |
Синяя |
Бирюзовая |
Зеленая |
Желтая |
|
λ, мкм |
|
|
|
|
|
|
Δλ, мкм |
|
|
|
|
|
2). Разрешающая способность решетки R=…