3. Описание установки
Внешний вид и принципиальная схема спектроскопа приведены на рис. 9, и рис. 10. Спектроскоп состоит из треножного штатива (рис. 9), на котором укреплены следующие части: коллиматор А, зрительная труба В и столик с призмой Д. Коллиматор А состоит из оптической трубы, в которой окуляр заменён щелью S. Щель помещена в главном фокусе объектива O1 (рис. 10), поэтому лучи, идущие из неё, выходят из объектива параллельным пучком. Ширину щели S можно менять с помощью винта.
Лучи из объектива О1 падают на переднюю грань призмы Д (рис. 10), в которой разлагаются и выходят параллельными пучками разных цветов и направлений, смотря по их составу. Пройдя призму, лучи поступают в оптическую трубу В через объектив О2, который даёт изображение спектра в фокальной плоскости линзы О3. Так как выходящие из призмы пучки параллельных лучей различных цветов имеют различное направление, то в фокальной плоскости линзы О3 получается ряд параллельных изображений этих пучков (ряд цветных линий), которые рассматриваются через окуляр О3 трубы В.
Рис. 10.
Для определения относительного положения линий спектра в окулярной трубе имеется указатель (чёрная визирная нить), который при помощи микрометрического винта С (рис. 9) можно передвигать и совмещать с любой спектральной линией. Отсчёт положения трубы производят по основной шкале и нониусу. Основная шкала — линейная — имеет миллиметровые деления. Барабан микровинта разделен на 50 частей. Ход микровинта равен 1 мм, следовательно, цена одного деления на барабане микровинта (нониуса)
.
Положение каждой спектральной линии можно характеризовать числом целых миллиметров (определяемых по линейной шкале) плюс число сотых миллиметра (определяемых по нониусу умножением числа делений нониуса на 0,02 мм).
Работа заключается в градуировке шкалы спектроскопа (задание № 1) и в исследовании линейчатого спектра испускания водорода, т. е. в определении длины волны линий, наблюдаемых в спектре этого газа (задание 2).
Градуирование спектроскопа имеет целью выразить показания прибора в длинах волн. Для этого пользуются спектральными трубками, наполненными специально очищенными газами, находящимися под давлением около 1 мм рт. ст. и имеющими в средней части капилляр, в котором при пропускании разряда происходит наиболее интенсивное свечение. В качестве источника тока взята индукционная катушка, питаемая постоянным током от выпрямителя.
Спектральная трубка укрепляется на штативе в вертикальном положении и присоединяется к клеммам вторичной обмотки индукционной катушки. Нельзя, чтобы трубка работала в то время, когда не производится наблюдение, так как от продолжительной работы она начинает светиться менее интенсивно.
Щель предварительно установленного спектроскопа следует возможно ближе придвинуть к капилляру спектральной трубки, причём она должна быть расположена параллельно капилляру, т. е. вертикально.
Градуирование спектроскопа можно вести по любой трубке, если известны длины волн находящегося в ней газа. Длины волн для градуирования, их расположение и цвет даны в табл. 3.