- •Лабораторная работа вм №5
- •Определение границ спектра белого света
- •С помощью дифракционной решетки
- •Требованяи по технике безопасности
- •1. Краткие теоретические сведения
- •Дифракция световых волн
- •1.2.Дифракция плоских волн (дифракция Фраунгофера)
- •1.3. Дифракционная решетка
- •Первый множитель в (6) обращается в нуль в точках, для которых
- •Описание лабораторной установки
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Обработка результатов эксперимента
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы и задания
- •7. Литература
Описание лабораторной установки
Прибор Г-5 смонтирован на массивном металлическом основании. Его оптическая система (см. рис.11) состоит из коллиматора 1, обеспечивающего получение параллельного пучка света, зрительной трубы 2, и отсчетного микрометра 3 и ряда других узлов, смонтированных внутри корпуса прибора.
Общий вид прибора-гониометра Г-5
Рис.11
1 – коллиматор; 2 – зрительная труба; 3 – отсчетный микроскоп; 4 – осветитель;
5 – предметный столик; 6, 7 – фиксирующие винты; 8 – алидада; 9 – корпус основания; 12 – маховичок. Включение освещения измерительной линии прибора – тумблер на корпусе основания с левой стороны.
Установка включает в себя также источник света – осветитель 4. На предметном столике 5, который может вращаться вокруг вертикальной оси, в специальном крепежном узле установлена дифракционная решетка с периодом м. Решетка установлена перпендикулярно световому потоку, выходящему из коллиматора. Фиксация установки дифракционной решетки производится с помощью винтов 6 и 7, эта операция выполняется лаборантом при подготовке прибора к работе. Непосредственно под предметным столиком расположен крупногабаритный узел 8, называемый алидадой. Внутри ее корпуса находится отсчетный лимб (круглая шкала). Показания прибора снимаются с помощью отсчетного микрометра 3.
Электрическая цепь прибора предполагает питание части узлов непосредственно от электрической сети, а части узлов – через понижающий трансформатор. Трансформатор имеет регулятор напряжения, позволяющий регулировать накал лампы осветителя. Желательно накал лампы устанавливать не предельный, а несколько ниже, чтобы не допускать перегрева корпуса. Питание измерительной оптической линии включается с помощью тумблера 10 на левой стороне корпуса прибора (внизу), а питание осветительного блока 4 с помощью тумблера 11 на корпусе трансформатора.
3. Порядок выполнения работы
Включить осветитель 4. Поставить зрительную трубку таким образом, чтоб в центре поля зрения было четко видно изображение входной щели коллиматора (максимум нулевого порядка). В этом положении продольные оси осветителя, коллиматора и зрительной трубы должны располагаться по одной прямой. Дифракционная решетка закреплена так, чтобы ее плоскость была перпендикулярна этой прямой.
Тумблером 11, расположенным на левой стороне корпуса внизу, включить освещение отсчетного устройства. Через окуляр отсчетного микрометра 3 прочитать показания: верхняя шкала – 00, нижняя шкала – 1800. Следовательно, прибор настроен, приступать к дальнейшей работе. Если настройка прибора сбита, обратиться к лаборанту или преподавателю.
Медленно поворачивая зрительную трубу влево (действие прикладывается к корпусу алидады), наблюдать спектр первого порядка.При этом вертикальная нить поля зрительной трубы совмещается с фиолетовым участком спектра (ближе к его левому краю).
Произвести отсчет угла, соответствующего положению максимума фиолетового участка спектра первого порядка (1). Отсчет производить через микроскоп 3. Чтобы снять отсчет, нужно, глядя в окуляр отсчетного микроскопа 3, повернуть маховичок 12 оптического микрометра так, чтобы верхние и нижние изображения штрихов лимба точно совпадали.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если запаса хода маховичка не хватает, следует немного сдвинуть зрительную трубу гониометра и сделать такое совпадение возможным.
Число градусов равно ближайшей левой цифре от вертикального индекса, находящегося несколько выше шкалы. Число десятков минут равно числу интервалов, заключенных между верхним штрихом, который соответствует отсчитанному числу градусов, и нижним оцифрованным штрихом, отличающимся от верхнего на 1800. Вести отсчеты с большей точностью не имеет смысла, т.к. значительны погрешности других сопутствующих операций.
Рис.
12. Пример отсчета показания прибора
Навести вертикальную нить зрительной трубы на красный участок спектра первого порядка (ближе к краю спектра) и сделать отсчет (1).
Перемещая трубу далее влево, наблюдать спектр второго порядка. Аналогично произвести измерения (2) и(2).
Рис. 13.Пример отсчета показания прибора при правом положении зрительной трубы
На рис.12 показание прибора: 357040, значение угла=3600–357040=2020.
Повторить измерения таким образом, чтобы сформировалась статистика из 8 результатов для фиолетового и 8 результатов для красного участка спектра. Данные наблюдений занести в таблицу. (Совпадающие значения итакже заносятся в таблицу результатов).
Таблица 1
№ п/п |
Порядок спектра, |
, град |
, град |
Примечания |
1 |
1 |
|
|
|
2 |
1 |
|
|
|
3 |
1 |
|
|
|
4 |
1 |
|
|
|
5 |
2 |
|
|
|
6 |
2 |
|
|
|
7 |
2 |
|
|
|
8 |
2 |
|
|
|
8. Поворачивая зрительную трубу влево и вправо, установить максимальный порядок наблюдаемого спектра . Линейкой измерить ширину решетки. Вычислить разрешающую способность решеткии угловую дисперсию.