Устройство спектроскопа

Спектроскоп имеет следующие основные части (рис 1):

1. Коллиматор К, представляющий собой трубку с объективом О₁ на одном конце и со щелью Щ на другом. Щель коллиматора освещается лампой накаливания. Т.к. щель находится в фокусе объектива О₁, то лучи света, выйдя из коллиматора, падают на призму П параллельным пучком.

2. П – призма, в которой происходит преломление и разложение пучка лучей по их длине волны.

3. Зрительная труба Т состоит из объектива О₂ и окуляра 0_к. Объектив О₂ служит для того, чтобы фокусировать вышедшие из призмы П параллельные цветные лучи в своей фокальной плоскости. Окуляр О_к представляет собой лупу, через которую рассматривается изображение, даваемое объективом О₂.

Рис. 1. Устройство спектроскопа и образование спектра.

Образование спектра в спектроскопе происходит следующим образом. Каждая точка щели спектроскопа, освещенная источником света, посылает в объектив коллиматора лучи, выходящие из него параллельным пучком. Выйдя из объектива, параллельный пучок падает на переднюю грань призмы П. После преломления на ее передней грани пучок разделяется на ряд параллельных монохроматических пучков, идущих по разным направлениям в соответствии с различным преломлением лучей разных длин волн. На рисунке 1 изображены всего два таких пучка - например, красного и фиолетового цвета определенных длин волн. После преломления на задней грани призмы П лучи выходят в воздух по-прежнему в виде пучков параллельных лучей, составляющих друг с другом некоторый угол.

Преломившись в объективе О₂, параллельные пучки лучей различных длин волн соберутся каждый в своей точке задней фокальной плоскости объектива. В этой плоскости получится спектр: ряд цветных изображений входной щели, число которых равно количеству различных монохроматических излучений, имеющихся в свете.

Окуляр О_к располагается так, чтобы полученный спектр находился в его фокальной плоскости, которая должна совпадать с задней фокальной плоскостью объектива О₂. В этом случае глаз будет работать без напряжения, т.к. от каждого изображения спектральной линии в него будут входить параллельные пучки лучей.

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимают под дисперсией света?

2. Что такое спектр?

3. Какой спектр называется непрерывным или сплошным?

4. Излучения каких тел дают полосатые спектры?

5. Какие тела при излучении дают линейчатый спектр? Что он из себя представляет?

6. Объясните образование спектров в спектроскопе.

7. Правило Кирхгофа.

8. Что называется спектральным анализом?

9. Применение спектрального анализа.

10. Какие тела называются белыми, черными, прозрачными?

План выполнения работы

Последовательность действий	Способ выполнения задания
1. Получение спектра испускания от лампы накаливания.	Включите лампу накаливания в сеть. Расположите щель коллиматора так, чтобы падающий пучок света попадал в нее. Добейтесь при помощи микрометрического винта наиболее четкого спектра источника света и полученный спектр зарисуйте и опишите.
2. Получение спектра паров натрия.	Вату на проволоке смочите спиртом и укрепите в лапке штатива на высоте щели коллиматора. Зажгите вату и наблюдайте сплошной спектр. Посыпав вату с горящим спиртом поваренной солью, наблюдайте появление в спектре яркой желтой линии паров натрия. Зарисуйте полученный спектр паров натрия.
3. Получение спектра поглощения оксигемоглобина.	Расположите пробирку с кровью между лампой и щелью коллиматора, установите границы полос поглощения. Зарисуйте спектр поглощения, добившись четкого его изображения, укажите особенности.
4. Сделайте вывод