Экспериментальная установка

Экспериментальная установка собрана на основе гониометра Г-5 (см. приложение), позволяющего наблюдать в зрительную трубу оптические спектры, с большой точностью измерять угол между направлениями на различные направления спектра. Гониометр состоит из зрительной трубы телескопического типа, угломерного отсчетного устройства и коллиматора. На входе Г-5 установлена оптическая щель изменяемой ширины, перед которой находится источник света – ртутная лампа сверхвысокого давления. Гониометр Г-5 и работа с ним описаны в приложении.

Порядок работы

Перед началом измерений снимите крышку, прикрывающую объективы коллиматора и зрительной трубы.

I. ЮСТИРОВКА.

Перед началом измерений необходимо провести юстировку оптической системы – т.е. пропустить луч от источника света через коллиматор и зрительную трубу и в окуляре зрительной трубы увидеть увеличенное изображение щели. Для этого необходимо:

а) Включить ртутную лампу поворотом движка трансформатора источника питания до зажигания лампы. Установить движком требуемый ток. В течение всей работы не выключайте лампу.

ВНИМАНИЕ: Запрещается включать лампу без кожуха и смотреть на нее незащищенным глазом, т.к. лампа является источником сильного ультрафиолетового излучения, вредного для зрения.

б) Установить с помощью барабана щель 0.1 мм.

в) Поворотом алидады 4 со зрительной трубой, установите зрительную трубу 10 так, чтобы на нее падал свет от источника. Если в окуляре света не видно, поворотом винтов установки высоты 5 и 13 коллиматора и зрительной трубы добейтесь появления изображения щели в поле зрения (яркое пятно).

г) Фокусировочными винтами 4 и 12 коллиматора и зрительной трубы добейтесь резкого изображения щели (щель должна занимать всю высоту экрана). Уменьшите ширину щели до минимума.

д) Совместите перекрытие зрительной трубы с изображением щели и измерьте угол, соответствующий направлению на не отклоненный луч ₀ .

Порядок работы с призмой.

Установите призму на столик 6 гониометра так, чтобы луч падал на одну из ее граней (рис.5).

Рис.6

а) Первая задача состоит в том, чтобы найти разложенный в спектр луч после выхода его из призмы. Учитывая, что луч отклоняется к основанию призмы, отведите трубу в сторону и найдите положение спектра сначала визуально (глаз на уровне призмы), затем подведите на это место зрительную трубу. Если в окуляре темно, хотя на объектив свет падает, значит необходимо изменить угол наклона столика с призмой. Вращайте винты наклона 7 и 8, пока в окуляре не появится свет любого цвета. Добейтесь равномерной по интенсивности засветки экрана.

б) Вторая задача – установить призму под углом наименьшего отклонения. Медленно поворачивая столик с призмой, найдите то положение столика, при котором изображение спектра в зрительной трубе остановится, а затем начнет перемещаться в противоположную сторону, хотя столик вращается все время в одну сторону. Момент остановки изображения соответствует углу наименьшего отклонения.

Фокусировочными винтами 4 и 12 добейтесь резкого изображения спектра (имейте ввиду, что в дальнейшем наводиться на резкость необходимо на каждую линию спектра).

Теперь можно приступать к измерениям. Поворотом зрительной трубы найдите все линии ртутного спектра. Поочередно устанавливая перекрестие зрительной трубы на линии, определите по отсчетному устройству углы под которыми наблюдаются все видимые линии спектра (10-12 линий). Данные занесите в таблицу 1.

Таблица I:

№ пп	Цвет	Длина волны, нм	 i	 i		n
1	Фиолетовая I	404,68
2	Фиолетовая II	407,78
3	Синяя I
4	Синяя II
5	Синяя III
6	Голубая
7	Ярко-зеленая	546,07
8	Желтый дублет I	576,96
9		597,60
10	Красная I
11	Красная II
12	Красная III

Углы необходимо измерять с точностью до секунд. В таблице  _i= ₀- ₁ . В тех редких случаях, когда ноль подвижной шкалы попадает между отсчетами  ₀ и  _i :  _i= ₀+(360+ _i).