Порядок работы с дифракционной решеткой.
а)
Установите на столик дифракционную
решетку так, чтобы луч отражался
Рис.6
влево, если смотреть на лампу вдоль коллиматора (рис.6).
Угол падения выберите 45. Учитывая, что решетка отражательная, найдите под углом отражения, равным углу падения, отраженный от решетки не дифрагированный луч (спектр нулевого порядка) сначала визуально, затем подведите на это место зрительную трубу.
б) Изменением наклона столика с решеткой винтами 6 и 8 добейтесь появления щели на экране окуляра. Сфокусируйте изображение с помощью винтов 4 и 12. Произведите отсчет угла, соответствующего направлению на не дифрагированный луч ( 0’) (рис.6). Поворотом трубы найдите спектр первого и второго порядка.
в) Для определения постоянной решетки выберите какие-либо две интенсивные линии (их длины волн приведены в таблице 1) и определите по отсчетному устройству направление на них в спектрах первого и второго порядка. Данные занесите в таблицу 2.
Таблица 2:
|
|
1 (нм) |
2 (нм) |
|
K=1 |
11 |
12 |
|
K=2 |
21 |
22 |
Имейте ввиду, что профиль решетки таков, что наблюдается дифракция лишь с одной стороны от не дифрагированного луча (порядок дифракции K>0).
г) Определите направления на 6-8 линий в спектре первого порядка.
Исследования порядков K3 нецелесообразно, т.к. для высоких порядков наблюдается наложение спектров предыдущего и последующего порядков.
Обработка результатов
ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА.
а) Определите угол падения луча на решетку по формуле :
(см. рис.6) 0 – ранее измеренный угол, соответствующий направлению на не отклоненный луч.
б) В формулу (5) входят углы, отсчитанные от нормали, поэтому надо знать отсчет соответствующего направления на нормаль н . Угол дифракции, отсчитанный от нормали:
в) Используйте формулу (5) и величину какой-либо ртутной линии, определите постоянную решетки.
По формуле N=a/d определите число штрихов. Здесь a-ширина решетки, которую мы всю считаем освещенной (величина a приведена на стенде).
г) По формуле (7) и данным таблицы 2 определите угловую дисперсию для первых двух порядков дифракции.
д) Используя определенную ранее величину постоянной решетки, определите длины волн 6-8 неизвестных линий ртутного спектра, которые наблюдаются в дальнейшем при построении дисперсионной кривой призмы.
ПРИМЕЧАНИЕ: При недостатке времени можно воспользоваться таблицей, где приведены все линии ртутного спектра.
ПРИЗМА.
а) По данным таблицы 1, используя формулу (3) и длины волн различных линий ртути, определенные в предыдущем пункте, постройте кривую n().
б) Используя построенную кривую зависимости n(), определите dn/d графически в трех-четырех точках кривой (для красной, желто-зеленой и фиолетовой части спектра).
в) По формуле (4) определите разрешающую способность призмы.
г) По формуле D=d/d определите угловое разрешение призмы для красной, желто-зеленой и сине-фиолетовой части спектра, используя для подстановки в формулу длины волн данных линий спектра и соответствующие им углы отклонения.
В выводе провести сравнение спектральных характеристик (, D) исследованных диспергирующих элементов.