1. Описание установки и методика измерений

Для исследования спектров излучения ртути в работе применяется стилометр СТ-7, оптическая схема которого приведена на рис.2.1 (упрощенная схема).

Рис. 2.1 .Оптическая схема стилометра

По принципу действия стилометр аналогичен другим спектральным аппаратам. В данной работе он используется как обычный спектроскоп. Свет от ртутной лампы концентрируется конденсатором (1) на щель (2). Пройдя призму (3) световой пучок попадает на коллиматорный объектив (4) и далее разлагается в спектр блоком диспергирующих призм (5, 6, 7 ).

Действительное изображение спектра фокусируется объективом зрительной трубы (8) в плоскости, пересекающей гипотенузную грань призмы (10). Необходимое направление зрительной трубы задается призмой (9). Приведение анализируемых линий к границе раздела, расположенной в окуляре, осуществляется вращением блока диспергирующих призм (5, 6 и 7).

Спектральный аппарат (рис. 2.2) состоит из корпуса аппарата (1), основания (2), механизма щели (3). Детали механизма щели вмонтированы в корпус, скрепленный трубкой (4) с корпусом спектрального аппарата. Поворот плато со смонтированными на нем диспергирующими призмами осуществляется посредством вращения маховика (5). Весь спектр просматривается в поле зрения за пять оборотов маховика.

Барабан шкалы имеет сто делений, оцифрованных через каждые десять делений.

Внутри корпуса прибора имеется объектив, перемещением которого достигается резкость спектральных линий. Перемещение объектива производится вращением маховика (6).

Перемещение окуляра осуществляется вращением накатанного кольца (7).

Рис. 2.2. Стилометр

Источником света, дающим спектр атома ртути, является ртутно-кварцевая лампа сверхвысокого давления типа СВД-120А, рассчитанная на номинальную мощность 120Вт. Внутри лампы находится определенное дозированное количество ртути. Лампа наполнена аргоном. В первый момент после зажигания лампы дуга возникает в атмосфере аргона. После нескольких минут горения ртуть в лампе испаряется и в дальнейшем разряд происходит в атмосфере паров ртути при давлении 10-15 атмосфер. При дуговом разряде в парах ртути между концами токоведущих электродов лампа дает видимое и ультрафиолетовое излучение.

Лампа СВД-120А предназначена для работы на переменном токе и подключается последовательно с дросселем к выходным клеммам автотрансформатора. При пуске лампы напряжение на дросселе должно быть 220В при силе тока1,72 А. В рабочем режиме напряжение на дросселе140 В, сила тока1,11,2 А.

Напряжение на дросселе регулируется при помощи автотрансформатора.

3. Порядок выполнения работы

1. Перед щелью стилометра установить ртутную лампу СВД-120 А. Включить в сеть сетевой шнур.

2. С помощью автотрансформатора подать напряжение на лампу. В момент пуска напряжение должно быть 220 В, токi₃ = 1,2 А.

3. После зажигания лампы автотрансформатором понизить напряжение до 140 В (ток становится при этом равным 1,1–1,2 А). Спустя несколько минут после установления в лампе разряда можно приступать к измерениям.

4. Наблюдая в окуляры стилоскопа (8) (рис. 2.2), с помощью маховика 5 добиться, чтобы в поле зрения появились линии спектра ртути (см. рис.1.3). Если нет хорошей четкости изображения спектра, произвести настройку, вращая маховик (6) или накатанное кольцо на окуляре (7).

5. Ведя наблюдение в окуляре, совместить с правым краем окна в центре окуляра последовательно все наблюдаемые линии спектра ртути, начиная с желтой и т.д.

6. Произвести отсчет показаний по оцифрованному барабану маховика (5) для всех видимых линий спектра ртути.

7. Данные записывать в таблицу.

8. Измерения провести не менее трех раз, чтобы можно было рассчитать среднее значение показаний .

9. Используя среднее значение показаний и градуировочный график, прилагаемый к прибору, найти длины волн видимых линий ртути.

10. Отключить напряжение, подводимое к ртутной лампе. Для этого рукоятку автотрансформатора поставить в нулевое положение.

11. Выключить сетевой шнур лампы из сети.