2. Описание установки и методики измерения

Установка для изучения спектра излучения атома водорода визуальным методом при помощи монохроматора МУМ приведена на рис.2.1.

Рис. 2.1

Лабораторная установка состоит из следующих элементов: источника излучения, заключенного в корпус 1; монохроматора МУМ (2); блока питания выпрямителя (3) и высоковольтного преобразователя(4).

Источник излучения и монохроматора МУМ закреплены на оптической скамье (5). В качестве источника излучения используется газоразрядная трубка, наполненная водородом под небольшим давлением. Атомы водорода в трубке переходят в возбужденное состояние при взаимодействии с электронами, ускоренными электрическим полем, которое создается между электродами газоразрядной трубки. Возбужденные атомы излучают энергию, в результате газ в трубке светится розовым цветом. Разряд виден в окне 6 кожуха 1.

Для зажигания газоразрядной трубки к ней подводится напряжение порядка несколько киловольт. На вход высоковольтного преобразователя напряжения 4 подается переменное напряжение с выхода блока питания 7, который включается в сеть при помощи тумблера 8.

Монохроматор 2 предназначен для определения в нанометрах длин волн в видимой части спектра атома водорода. Оптика монохроматора состоит из коллиматора 9, дифракционной решетки с поворотным механизмом и зрительной трубы. Коллиматор создает параллельный пучок света, падающий на дифракционную решетку. Дифракционная решетка разлагает свет в спектр, который наблюдается в окуляре 10 зрительной трубы монохроматора. Газоразрядная трубка устанавливается так, чтобы светящаяся часть разряда была видна в окне 6 кожуха 1, расположенного перед входной щелью 11 монохроматора. Сменная щель 11 подбирается так, чтобы линии спектра в окуляре 10 были узкими, но достаточно четко видимыми. Регулировка щели производится лаборантом.

Излучение от газоразрядной трубки проходит через входную щель 11, через дифракционную решетку, помещенную внутри монохроматора МУМ, и через выходную щель 12 подает в расположенный за ней окуляр 10 зрительной трубы. Сканирование (просмотр) спектра осуществляется поворотом дифракционной решетки вокруг оси при помощи винта 13, расположенного на боковой стенке монохроматора. Непосредственный отчет длины волны излучения в нанометрах выполняется при помощи шкалы 14 цифрового механического счетчика, вмонтированного в корпус монохроматора.

3. Порядок выполнения работы

1. Водородную газоразрядную трубку в кожухе 1 установить перед входной щелью на рельс оптической скамьи 5 монохроматора.

2. Включить в сеть вилку сетевого шнура понижающего выпрямителя 7.

3. Тумблер на лицевой панели выпрямителя поставить в положение «вкл». При этом в трубке 1 возникает самостоятельный разряд розового цвета. В поле зрения окуляра 10 должны появиться отдельные линии спектра водорода.

4. Просмотреть видимую часть спектра водорода, медленно поворачивая винт 13. Установить, какие линии принадлежат спектру излучения атомарного водорода: (красная),(голубая),(фиолетовая). В поле зрения также могут наблюдаться линии молекулярного водорода.

5. Совместить указатель в поле зрения окуляра 10 с линиями ,,– последовательно и произвести каждый раз соответствующий отсчет длины волныв нанометрах при помощи шкалы 14 цифрового механического счетчика. Измерения для каждой линии спектра произвести не менее трех раз.

6. Результаты измерений в нм записать в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

Линия	№ п/п	, нм	, нм
красная	1 2 3
голубая	1 2 3
фиолетовая	1 2 3

7. Тумблер на лицевой панели выпрямителя 7 поставить в положение «ВЫКЛ».

8. Выключить из сети вилку сетевого шнура выпрямителя 7.