Часть II. Определение угла наименьшего отклонения
Угол наименьшего отклонения должен быть определён для жёлтой*), зелёной и фиолетовой линий ртути.
1. Повернуть столик с призмой так, чтобы свет, выходящий из коллиматора, падал на грань АВ под некоторым углом (рис. 7).
2. Повернуть зрительную трубу так, чтобы в окуляр была видна одна из линий, например, фиолетовая. Если необходимо, дополнительно сфокусировать окуляр.
3. Найти то положение призмы, при котором угол отклонения минимален. Для этого, наблюдая в трубу, поворачивать от руки в одном направлении столик с призмой. При этом изображение щели будет передвигаться по полю зрения и в некоторый момент времени начнет двигаться в обратном направлении, несмотря на то, что вращение столика продолжается в том же направлении. Момент изменения направления движения изображения щели и есть то положение призмы относительно коллиматора, при котором световые лучи идут под наименьшим углом отклонения.
4. Найдя положение наименьшего отклонения, совместить визир зрительной трубы с серединой спектральной линии. Слегка повернув столик в обоих направлениях, убедиться, что установка соответствует углу наименьшего отклонения. После этого отсчитать угол поворота зрительной трубы по лимбу. Выполнить измерение трижды, каждый раз сбивая настройку и вновь устанавливая столик с призмой в положение угла наименьшего отклонения.
5. Настроить призму на угол наименьшего отклонения для другой длины волны и получить отсчеты. Выполнить настройку и провести измерение и для третьей длины волны излучения ртути.
6. Повернуть столик с призмой так, чтобы свет из коллиматора попадал на грань призмы ВС (рис. 7, пунктирная линия). Повторить все действия, описанные в п.п. 2 – 5 для всех длин волн.
7. Рассчитать удвоенный угол наименьшего отклонения как разность отсчётов положения зрительной трубы при падении света на грань АВ и ВС.
Результаты измерений и расчётов записать в табл. 2.
Таблица 2
|
Спектральная линия λо, нм |
Отсчёт положения зрительной трубы, град. |
Удвоенный угол наименьшего отклонения 2δ, град. |
δ, град. |
Δδ, град. | |
|
|
грань АВ |
грань ВС |
|
|
|
|
579 |
1. 2. 3. |
1. 2. 3. |
|
|
|
|
546,1 |
1. 2. 3. |
1. 2. 3. |
|
|
|
|
435,8 |
1. 2. 3. |
1. 2. 3. |
|
|
|
Часть III. Построение кривой дисперсии.
1. Вычислить показатель преломления стекла призмы по формуле (4) для всех длин волн. Удобно вести вычисления в соответствии с табл. 3.
2. Оценить погрешность измерения показателя преломления Δnпо правилам вычисления погрешности косвенного измерения в соответствии с расчётной формулой (4).
Таблица 3
|
λ0, нм |
γ, град. |
δ, град. |
γ/2, град. |
sin γ / 2 |
(γ + δ)/2 |
sin (γ + δ)/2 |
n |
Δn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Построить график, откладывая по оси абсцисс длину волны λ0, по оси ординат – показатель преломления.
4. Сделать вывод о типе дисперсии стекла призмы в использованном спектральном диапазоне.
*)Гониометр – прибор для измерения углов (от гречискихgōnia– угол,metreō - измеряю).
*)В спектре ртути жёлтая линия двойная, т.н. дублет. Визир следует наводить на середину дублета, между линиями.