Краткое описание установки

Установка ЛКК-4 (см. рис. 23) состоит из измерительной системы 1 (ИСК-2), блока источников света 2, монохроматора 3 и зрительной трубы 4.

Рис. 23. Внешний вид установки ЛКК-4

Измерительная система ИСК-2 обеспечивает:

– питание источников света;

– задание и измерение токов и напряжений источников света;

– измерение токов фотоприёмников с разрешением от 10^–11 А;

– создание и измерение нужных напряжений на фотоприёмниках;

– нагрев и термостатирование кюветы с йодом;

– создание и измерение тока электромагнита.

Блок источников света позволяет получить излучение различных источников света и содержит ртутную лампу, водородную лампу, натриевую лампу, неоновую лампу, лампу накаливания и светодиод.

Монохроматор необходим для разложения света в спектр и содержит оптический ввод, сферическую дифракционную решётку, боковой и задний выходы излучения и механизм поворота решётки, связанный со шкалой отсчёта длины волны излучения.

Зрительная труба необходима для наблюдения спектров излучения и содержит объектив, окуляр и визирный крест.

Выполнение работы

1. Включите установку ЛКК-4 тумблером «Сеть» на панели блока источников света (рис. 24).

Рис. 24. Внешний вид панели блока источников света

2. Включите ртутную лампу тумблером «Hg» и дайте лампе прогреться в течение 3–5 мин.

3. Направьте свет от ртутной лампы при помощи устройства выбора источника света на входную щель монохроматора 1 поворотом рукоятки 2 в горизонтальной плоскости и винта 3 – в вертикальной плоскости (рис. 25). Более точную настройку проведите по наблюдениям через зрительную трубу.

Рис. 25. Внешний вид устройства выбора источника света

4. Вращением ручки 1 монохроматора (рис. 26) установите длину волны 546,1 нм, что соответствует зелёной линии спектра ртути.

Рис. 26. Внешний вид шкалы монохроматора

5. Наблюдая зелёную линию спектра ртути, проведите юстировку монохроматора. Для этого получите резкое изображение спектральной линии перемещением окуляра зрительной трубы вдоль своей оси и резкое изображение визирного креста вращением окуляра. Далее вращением зрительной трубы вокруг своей оси и юстировочных винтов 1 и 2 (рис. 27) добейтесь совпадения спектральной линии с вертикальной линией визирного креста (вертикальная линия визирного креста должна точно совпадать со спектральной линией). После проведения юстировки монохроматора юстировочные винты 1 и 2 вращать нельзя.

Рис. 27. Внешний вид окуляра зрительной трубы и юстировочных винтов

6. Ещё раз проверьте экспериментально соответствие красной, жёлтой и фиолетовой линий спектра ртути их длинам волн в табл. 2, 3 и на шкале монохроматора.

7. Выключите ртутную лампу тумблером «Hg» и включите водородную лампу тумблером «Н», прогрейте водородную лампу 5 мин. Направьте свет от водородной лампы при помощи устройства выбора источника света на входную щель монохроматора 1 поворотом рукоятки 2 в горизонтальной плоскости и винта 3 – в вертикальной плоскости (рис. 25).

8. Вращением ручки 1 монохроматора (рис. 26) установите длины волн основных ярких линий спектра водорода.

9. По определённым длинам волн вычислите волновые числа _ki, а затем по формуле (38) вычислите постоянные Ридберга. Определите среднее значение постоянной Ридберга и относительную погрешность измерений, используя табличное значение постоянной Ридберга.

10. По формуле (42) определите энергию ионизации для атома водорода. Результаты измерений занесите в таблицу.