Упражнение 1. Градуировка спектроскопа.

Оборудование: 1. Спектроскоп двухтрубный с микрометрическим винтом.

2. Спектральные трубки: с неоном, водородом, криптоном.

3. Штатив ученический с двумя муфтами, лапкой.

4. Источник тока высоковольтный «Разряд - 1».

5. Выпрямитель.

6. Соединительные провода.

Для фиксирования отдельных линий спектра в фокальной плоскости объектива зрительной трубы натянута тонкая нить, которую можно совместить любой из спектральных линий, поворачивая трубу на небольшой угол. Так как показатель преломления п есть функция длины световой волны (), то угол преломления каждого луча данной длины волны, а, следовательно, и угол между коллиматором и зрительной трубой спектроскопа, когда нить наведена спектральную линию, есть также некоторая функция длины волны.

Характер этой функции определяется дисперсионной способностью призмы "Р", оптической силой трубы и устройством отсчетного приспособления, но зависит от источника света.

Определение вида функции производится графическим способом. Эти операция называется градуировкой спектроскопа. Производится это таким образом: берется источник свита, длины по спектральных линий которого известны, и помещается перед щелью коллиматорной трубы, а затем устанавливают визирную нить зрительной трубы первую линию и записывают показания отсчетного приспособления N₁. Пот таким же образом совмещается нить с каждой из следующих линий, и записывают каждый раз показание отсчетного приспособления N₁, N₂ ...

По этим данным можно построить график функции N = f(), откладывают по оси ординат N, а по оси абсцисс  (5).

Ч тобы при помощи этого графика определить неизвестную длину световой волны, достаточно навести нить трубы на каждую из линий исследуемого спектра и отметить значение N для каждой линии. Отложив затем значение N на графике. можно определить , соответствующее этому N.

Ход работы

Спектральную трубку с неоном укрепляют на лапке штатива так, чтобы суженная часть ее была расположена вертикально на уровне коллиматора спектроскопа.

Собирают цепь из выпрямителя и высоковольтного выпрямителя ("Разряд-1"). К "Разряду" подключают спектральную трубку (рис.б). Включают ток в цепь. Щель коллиматора подводят вплотную к узкой части спектральной трубки. Спектроскоп устанавливают так, чтобы спектр был виден наиболее ярки. Передвижением окуляра зрительной трубы добиваются четкого изображения цветных линий спектра гелия, расположенных посередине поля зрения. Затем с помощью микрометрического винта перемещают зрительную трубу и определяют показания микрометра, когда неподвижный индекс (нить) совпадает с основными спектральными линиями.

Отсчет ведут начиная от красного конца спектра к фиолетовому. Подводить ту или иную линию спектра под нить следует всегда в одном и том же направлении (слева направо), чтобы исключить ошибки, могущие возникнуть за счет "люфта" у винта микроскопа.

При определении показаний следует иметь в виду, что головка микрометра у двухтрубного спектроскопа разделена на 50 частей при шаге винта в 1 мкм поэтому, чтобы выразить результаты в сотых долях миллиметра, показания головки микрометра приходится удваивать.

При перемещении спектра от красного края к фиолетовому будет нарушаться четкость изображения спектральных линий; ее надо восстановить слегка поворачивая штангу вокруг вертикальной оси. Результаты наблюдения записывают в нижеследующую таблицу:

По полученным данным (средним) значениям из нескольких измерений микрометром и соответствующим длинам волн, взятым из справочника, вычерчивают кривую зависимости между показаниями микрометра данного спектроскопа и длинами световых волн (рис.5), т.е. производят градуировку спектроскопа.

С этой целью на листе бумаги (миллиметровой) размерами 25х25 см наносят координаты и по оси ординат откладывают длины световых волн; за начале координат принимают =0,4 мкм, а по оси абсцисс откладывают показания микрометра; за начало координат принимают минимальное показание микрометрического винта в целых миллиметрах.

При перемещении спектра от красного края к фиолетовому будет нарушаться четкость изображения спектральных линий; ее надо восстановить слегка поворачивая штангу вокруг вертикальной оси. Результаты наблюдения записывают в нижеследующую таблицу 1.

По точкам, полученным от пересечения координат, вычерчивают плавную кривую.

Таблица 1.

Линии с спектре неона					Линии в спектре криптона
Цвет линий	Длина волны, нм	Показания барабана монохроматора			Цвет линий	Длина волны, нм	Показания барабана монохроматора
		n1	n2	nср			n1	n2	nср
Ярко - красная	640,2				Красная	642
Красно - оранжевая	614,3				Желтая	587
Оранжевая	594,5				Зеленая	557
Желтая	585,3				Синяя	450
Светло – зеленая	576,5				Фиолетовая	431
Зеленая	540,0				Фиолетовая	427
Зеленая	503,1
Зеленая	533,0
Сине - зеленая	484,9