Лабораторна робота №23 Вивчення дисперсійної спектральної призми
Скачати 73.08 Kb.
|
Зміст Опис установкиРис. 3Число градусів Послідовність виконання роботи |
Лабораторна робота № 23Вивчення дисперсійної спектральної призмиМета роботи Визначення показників заломлення речовини спектральної призми та оцінка її дисперсійних характеристик Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати закони геометричної оптики (§1.1.1), бути ознайомленим явищем дисперсії світла на прикладі спектральної призми (§2.5) Прилади і матеріали Гоніометр Г5М, тригранна скляна призма, плоскопаралельна пластинка, ртутна лампа^ Дана лабораторна робота виконується на гоніометрі типу Г5М (рис. 1). Гоніометр Г5М складається з таких основних частин: коліматора 1, суміщеного з ртутною лампою, яка захищена металевим кожухом 2, поворотного столика 3, зорової труби 4 та основи гоніометра 5. На поворотному столику 3 розміщають досліджуваний об’єкт. Коліматор призначений для одержання паралельного пучка променів. Основними оптичними елементами коліматора є об'єктив 6 і вхідна щілина (в гоніометрі Г5М щілина є закритою кожухом ртутної лампи).  Рис. 1 1 коліматор; 2 –ртутна лампа в металевому кожусі; 3 поворотний столик; 4зорова труба. 5 основа гоніометра; 6 – об'єктив коліматора; 7 – об'єктив зорової труби; 8– окуляр зорової труби; 9 – відліковий мікроскоп; 10 – окуляр відлікового мікроскопа; 11 –маховичок відлікового мікроскопа; 12 – маховичок для повороту лімба. Зорова труба 4 складається з об’єктива 7 і окуляра 8. Об’єктиви коліматора і зорової труби за конструкції є однаковими. Оптична схема окуляра 8 зорової труби наведена на рис.2,а. Світло від лампи  проходить через захисну пластинку  і попадає на автоколімаційну сітку  , яка має дві взаємно перпендикулярні щілини (рис. 2,б), а далі – на дві призми  . На гіпотенузній грані призм нанесено напівпрозорий шар з коефіцієнтом відбивання ~50%. Якщо дивитися в зорову трубу з боку столика гоніометра, то можна побачити хрестовидну мітку, що світиться.При юстуванні гоніометра на предметному столику 3 розміщають предмет з відбиваючою плоскою поверхнею. Після відбивання від плоскої поверхні предмета пучок променів повертається назад в зорову трубу 4. В цьому випадку світне перехрестя можна побачити через окуляр зорової труби. В окулярі є сітка  , на якій зображено відлікове перехрестя (рис. 2,в). Через окулярні лінзи  треба розглядати співставленні зображення двох перехресть. Чіткість спостережуваного зображення відлікового перехрестя регулюється обертанням оправи окуляра.В середній частині основи 5 гоніометра розташований поворотний столик 3 з відліковим пристроєм – лімбом. Лімб освітлюється лампою, яка розміщена в основі гоніометра. Для зручності проведення вимірювань в гоніометрі передбачена можливість повертання лімба відносно столика за допомогою маховичка 12. Це робиться у випадку проведення вимірювань на різних ділянках лімба. Крім цього, повертання лімба разом зі столиком 3 можна робити грубо (від руки) і точно – за допомогою з мікрометричного гвинта, закріпленого на корпусі поворотного столика. Також конструкція гоніометра передбачає повертання столика при нерухомому лімбі. Нахил предметного столика можна регулювати в двох площинах за допомогою регулювальних гвинтів.  а) б) в) Рис. 2 Щоб зняти відлік значення кута за лімбом, потрібно за допомогою оптичного мікрометра зорової труби точно сумістити між собою зображення нижніх і верхніх штрихів лімба, які можна спостерігати в лівому вікні окуляра відлікового мікроскопа (рис.3), причому одне зображення пряме, а друге – обернене.  ^ Число градусів буде дорівнювати видимій найближчій лівій від вертикального індексу цифрі. Число десятків хвилин дорівнює числу інтервалів, обмежених верхнім штрихом, який відповідає числу відрахованих градусів і нижнім оцифрованим штрихом, який відрізняється від верхнього на  . Число одиниць хвилин відраховується за шкалою мікрометра (ноніусом) в правому вікні за лівим рядом чисел, а число десятків секунд – за правим рядом чисел. Число одиниць секунд дорівнює числу поділок, які знаходяться поміж штрихами, що відповідають відліку десятків секунд і нерухомому горизонтальному індексу. Положення, що показане на рис.3 відповідає відліку  . Точність відліку кутів гоніометром Г5М становить не гірше  .Для вимірювання призм різних розмірів гоніометр комплектується набором кілець, за допомогою яких можна змінювати висоту столика таким чином, щоб середина призми була розташована на одній висоті з оптичною віссю об’єктивами (приблизно). ^ Для визначення заломлюючого кута скляної призми і оцінки її дисперсійних характеристик необхідно:
Таблиця 1
 . (1)
 , (2)де  і  – показники заломлення для голубої і червоної ліній водню   . Значення і знайти з графіка n = f(λ), одержаного в п.9.
v=  , (3)де  – показник заломлення для жовтої лінії натрію ( ).
 (4)визначити значення кутової дисперсії  для жовтої та фіолетової області спектра.Для скла ґатунку ТФ-5:  = 3200 см-1 у фіолетовій частині спектра; = 1170 см-1 у жовтій частині спектра.
Контрольні запитання
|
за лімбом і ноніусом.
була приблизно перпендикулярна до осі коліматора. Обертаючи рукою столик з призмою в бік основи призми, оком відшукати зображення щілини у вигляді жовтої смужки, і встановити в цьому напрямку зорову трубу. 
. 
.
.
. Результати вимірювань записати в таблицю 1.
як різницю між відліками 
(
).
за формулою: