Описание экспериментальной установки
Установка состоит из ртутной лампы ПРК - 2 и спектрогониометра, на столике которого, устанавливают плоскую дифракционную решетку
|
Оптическая схема установки изображена на рис.4: 1 источник света,2 щель, 3 коллиматор, 4 объектив коллиматора, 5 столик, 6 решетка, 7 объектив зрительной трубы, 8 зрительная труба, 9 окуляр зрительной трубы, 10 нониус. |
|
|
Рис.4. |
Коллиматор 3 с входной щелью 2 служит для создания параллельного пучка света, зрительная труба 8 для наблюдения спектральных линий. На столике 5 устанавливается дифракционная решетка. Зрительная труба гониометра может поворачиваться вокруг вертикальной оси прибора, при этом угол поворота трубы отсчитывается с помощью лимба и нониуса.
Лимб круговая шкала в угловых градусах, нанесенная по окружности неподвижного столика гониометра. Два диаметрально противоположных нониуса (отсчет можно производить по любому) поворачиваются вместе со зрительной трубой.
Порядок выполнения работы
1. Проверить заполнение прибора светом. При этом в зрительную трубу должна быть резко видна ярко освещенная щель прибора. Записать положение зрительной трубы, при котором перекрестие окуляра совпадает с изображением щели.
2. На столик спектрогониометра установить дифракционную решетку так, чтобы на глаз ее плоскость была перпендикулярна падающему на нее лучу света.
3. Навести зрительную трубу, и измерить угловое положение линий трех цветов для первого, второго и третьего порядков дифракционных спектров по обе стороны от главного максимума нулевого порядка.
4. Длину волны спектральных линий вычислять по формуле (9), где 1 и 2 углы, образованные спектральными линиями с главным максимумом нулевого порядка.
5. Измерения углового положения линий производить дважды - при прямом и обратном движении зрительной трубы.
6. Все измерения и вычисления представить в виде таблицы:
|
Порядок спектра, k |
Цвет линии |
Угловое положение линии |
лев пр |
1 + 2 2 |
(нм) | |
|
лев |
пр | |||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сумма углов 1 + 2 равна разности отсчетов лев пр , где лев угловое положение линий слева от нулевой полосы, пр угловое положение линий справа от нулевой полосы.
7. Вычислить спектральных линий каждого цвета.
Вычисление результата и погрешности
Длину волны каждой спектральной линии вычислить сначала отдельно для каждого порядка дифракции. Измерения углов дифракции для больших порядков имеют большую точность (меньшую относительную погрешность). При вычислении окончательного значения длины волны спектральной линии, значения длин волн, полученные для разных порядков берут с определенным коэффициентом «весом».
Подробнее методику расчета средневзвешенного значения результата и его погрешности в случае неравноточных измерений смотри в методических указаниях «Математическая обработка результатов эксперимента».