Выполнение работы упражнение I Определение преломляющего угла стеклянной призмы

Способ 1. Осветить крест окуляра и закрепить трубу неподвижно. Поворачивать столик с призмой до тех пор, пока изображение креста, одной из граней призмы, не совпадёт в поле зрения окуляра с самим крестом. В этом положении столик закрепить и произвести первый отсчёт по лимбу. Затем, вращая столик, повернуть призму другой гранью к трубе, совместить кресты и произвести второй отсчёт по лимбу. Если при вращении столика отсчёт по лимбу монотонно убывал, то преломляющий угол призмы можно определить по формуле:

, (15.9)

где a и b – соответственно первый и второй отсчёты по лимбу (см. рис. 15.3.а, на котором предположено, что столик Т с призмой неподвижен, а труба F вращается вокруг него).

Рис. 15.3.

Если же при вращении столика отсчёт по лимбу перешёл через нуль, то (см. рис. 15.3.б):

, (15.10)

Способ 2. Осветить щель коллиматора и поворачивать столик с призмой таким образом, чтобы выходящий из коллиматора пучок света образовал с гранью призмы угол, приблизительно равный 45⁰. Закрепив столик, вращать оптическую трубу к основанию призмы до тех пор, пока в поле зрения трубы не появится изображение щели коллиматора, отражённое от грани призмы. Совместить это изображение с крестом и, закрепив трубу, произвести первый отсчёт. Передвинув призму второй гранью к коллиматору, аналогично произвести второй отсчёт по лимбу. Вычислить преломляющий угол по формуле (15.9) или (15.10).

Измерив каждым способом преломляющий угол призмы 3-5 раз, взять из всех полученных результатов среднее арифметическое.

Таблица 1. Зависимость числа деления барабана монохроматора от

длины волны.

№ п/п	Отсчёт по шкале барабана	Длина волны линий ртутной лампы в выходной щели монохроматора, нм
1 2 3 4 5 6 7	2884 2502 2458 2447 2266 1838 1164	690,7 585,2 579,1 576,9 546,1 491,6 435,8

Упражнение II Определение показателя преломления, дисперсии и разрешающей способности стеклянной призмы

1. Поместить ртутную лампу перед щелью коллиматора, зажечь её и повернуть столик так, чтобы биссектриса преломляющего угла призмы образовала с осью коллиматора острый угол, близкий к прямому. Пусть при этом основание призмы лежит вправо от наблюдателя.

2. Закрепив столик, вращать трубу вправо (к основанию призмы) до тех пор, пока зелёная линия ртути (=5450 А) не появится в поле зрения трубы. Установив на неё крест, закрепить трубу, затем, освободив столик, поворачивать его вместе с призмой в ту или другую сторону и наблюдать, куда движется линия, то есть увеличивается или уменьшается отклонение. Столик с призмой следует вращать так, чтобы спектральная линия приближалась к направлению не отклоненного светового пучка. После поворота столика на некоторый угол линия остановится, а затем начнёт вращаться назад; в этом положении призма установлена на угол наименьшего отклонения для зелёной линии ртути. Закрепить столик с призмой и, вращая трубу, совместить кресты с наблюдаемой линией.

3. Закрепив трубу, произвести отсчёт, затем снять призму со столика и повернуть трубу так, чтобы непосредственно видеть щель коллиматора, и вновь с помощью окуляра произвести отсчёт. Разность этих двух отсчётов и будет определять угол наименьшего отклонения для данной спектральной линии. Если высота призмы позволяет делать отсчёты не отклоненного светового пучка, не снимая призмы, то призму со столика можно не удалять.

4. Вновь установить призму на столик, повернуть столик с призмой в симметричное положение – основанием призмы влево, и повторить измерения.

Используя два полученных значения угла наименьшего отклонения, вычислить среднее значение _min.

5. По формуле (15.8) определить значение показателя преломления стекла для света данной длины волны. Затем измерить углы наименьшего отклонения для фиолетовой, красной и жёлтой линий спектра ртути и вычислить соответствующие значения показателей преломления n.

6. Используя таблицу I градуировки шкалы барабана монохроматора по длинам волн линий спектра ртути, построить график зависимости . Из графика определить дисперсию материала, из которого сделана призма, для света различных длин волн. Зная D, вычислить разрешающую способность призмы , где l – длина основания призмы, параллельно которому идёт свет.