2. 2. Описание экспериментальной установки.

Основным элементом установки является спектрограф. Спектрографом называется прибор для фотографической регистрации спектра. Отвлекаясь от устройства конкретного прибора (так как существует несколько различных оптических схем), рассмотрим принцип действия любого спектрографа. На рис. 3. изображена общая схема спектрографа.

.

Свет от источника проходит через щель Sи попадает на линзуL1 . ПосколькуSпомещается в фокусеL₁, то после прохожденияL₁свет идет параллельно главной оптической оси 00^’. Проходя диспергирующую системуD(например, дифракционную решетку), свет разлагается на спектральные компоненты. Последние, в свою очередь, фокусируются линзойL₂в фокальной плоскости. Если поместить в эту плоскость фотопластинку Р, то после проявления получим на ней фотографию спектра данного источника.

Экспериментальная установка для наблюдения и фиксирования спектральных линий водорода и дейтерия изображена на рис. 4. Свет от ртутно-гелиевой лампы3или водородно-дейтериевой лампы4попадает на входную щель2спектрографа 1(ДФС-13). Далее свет разлагается в спектр на дифракционной решетке и направляется на выходное окно спектрографа, где располагается кассета для фотопластинок. Питание ламп осуществляется от источника питания УИП-16. На передней панели которого расположены: выключатель7, переключатель диапазона напряжения10, ручка плавного регулирования напряжения11, вольтметр8и амперметр9. При работе с ртутно-гелиевой лампой, необходимо переключатель10установить в положение 20-150В, при работе с водородно-дейтериевой лампой – в положение 150-300В . Напряжение накала (4В) поступает на лампы непосредственно с УИП-1. Высокое напряжение, прикладываемое между анодом и катодом ламп, поступает через распределительный блок12. Внутри которого находятся токоограничительный резистор (включен в цепь анода) и переключатель13для включения лампы 3или4.

Рис.4. Экспериментальная установка для наблюдения и фиксирования спектральных линий водорода и дейтерия:1- спектрограф ДФС-13,2- Входная щель спектрографа,3- лампа ДВС-25,4- лампа ДРГС-12,5- маховичок длин волн,6- источник питания УИП-1,7- выключатель питания,8- вольтметр,9- амперметр,10- переключатель диапазонов напряжения,11- ручка плавного регулирования напряжения,12- распределительный блок,13- переключатель ламп.

Рис.5. Передняя панель спектрографа:1- выходное окно,2- кассетная рамка ,3- клиновые зажимы кассеты,4- маховичок движения кассеты по вертикали,5- маховичок длин волн,6- окно длин волн,7- выключатель подсветки.

На рис.5. представлен внешний вид передней панели спектрографа. Исследуемый спектр можно наблюдать в выходное окно спектрографа1. С помощью маховичка движения кассеты по вертикали4кассета с фотопластинкой, закрепленная в кассетную рамку2может перемещаться по вертикали. При этом спектр фиксируется на верхней или нижней части фотопластинки. Кассета с фотопластинкой фиксируется клиновыми зажимами3. Маховичком5выбирается необходимый диапазон длин волн (отображается в окне6). Включение подсветки шкалы длин волн производится переключателем7.

При вращении маховичка длин волн в окне будет поворачиваться шкала длин волн. Пусть, например, маховичок длин волн находится в следующем положении (Рис.6). Это означает, что на фотопластинке зафиксируется участок спектра с длинами волн от 590 нм до 660 нм (1 нанометр (нм) = 10^-9м), а в центре будет линия, соответствующая 625 нм.

На пути лучей устанавливается диафрагма Гартмана, ограничивающая изображение спектра по вертикали. Чтобы свет от ламп попадал внутрь спектрографа, необходимо правильно расположить их на направляющем рельсе. На рельсе нанесены метки, определяющие положение ламп относительно входной щели спектрографа.