Порядок выполнения работы

Задача 1. Определение длин волн спектральных линий с использованием прозрачной дифракционной решетки.

1. Прежде чем включить источник исследуемого излучения, рекомендуется произвести пробный отсчет по шкалам спектрогониометра.

2. Включить ртутную лампу и установить ее напротив входной щели коллиматора. Дифракционная решетка при этом ставится перпендикулярно к направлению светового луча.

3. Включить подсветку оптической шкалы гониометра.

4. Поворачивать алидаду грубо от руки (винт 12 ослаблен) до тех пор, пока визирная линия зрительной трубы не будет наведена на нулевой, центральный максимум (m = 0). Пользуясь микрометрическим винтом 11 и винтами 7 и 8, получить четкое и узкое изображение коллиматорной щели. Поворачивая алидаду от руки (винт 12 ослаблен) влево и вправо от нулевого максимума, просмотреть весь спектр и найти нужные спектральные линии в спектре первого порядка. После этого приступить к измерениям.

Произвести измерения для линий спектра первого порядка m = 1.

5. Повернув алидаду влево (винт 12 разжат), найти крайнюю (от центра дифракционной картины) спектральную линию "ЖЕЛТАЯ–2" и совместить ее с визиром. Зажав стопорный винт 12, с помощью винта 13 произвести точное наведение визира (вертикальная линия, нанесенная в центре поля окуляра зрительной трубы) в середину наблюдаемой спектральной линии. После наведения визира на линию выполнить дополнительную фокусировку изображения (использовать винты 2 и 7 (рис. 2.2). По шкале окуляра микроскопа 13 делают отсчет углового положения a₁ спектральной линии.

5.1. Не разжимая стопорный винт 12 (рис.2.2), с помощью винта 11 добиваются смещения визира с близкой спектральной линией «ЖЁЛТАЯ-1».

Если запас хода винта 11 недостаточен для настройки визира на линию, необходимо ослабить стопорный винт 12 и сместить алидаду руками. После наведения визира в середину спектральной линии произвести отсчёт углового положения. Подобные действия последовательно выполнить для определения положения ₁ (слева от центрального максимума) спектральных линий "ЗЕЛЕНАЯ" и "ФИОЛЕТОВАЯ".

5.2. Сместить алидаду в область углов правее от центра дифракционной картины. Последовательно измерять положения ₂ спектральных линий (рис.2.4) в порядке их появления в поле зрения зрительной трубы: "ФИОЛЕТОВАЯ", "ЗЕЛЕНАЯ", "ЖЕЛТАЯ – 1", "ЖЕЛТАЯ – 2".

Результаты измерений занести в табл.П.2.1. (см. Приложение 2)

Отключить подсветку оптической шкалы гониометра и источник питания ртутной лампы.

6. Определить значения длин волн  спектральных линий, используя формулу

(2.12)

Постоянная решетки d указана в прилагаемой к установке таблице.

7. Оценить погрешность измерений длин волн по формуле

……нм;

8. Сформулировать выводы.

Задача 2. Определение характеристик дифракционной решетки

1. Определить значение наивысшего порядка спектра (использовать для расчета по формуле (2.3) длину волны спектральной линии "ЖЕЛТАЯ-2").

2. Определить разрешающую способность R для спектра первого порядка, используя формулу (2.8). Число рабочих щелей N задается в прилагаемой к установке таблице.

3. Оценить, какую наименьшую разность может разрешить данная дифракционная решетка в выбранной области спектра, т.е. вблизи выбранного значения по формуле

. (2.13)

4. Найти угловую дисперсию D (формула (2.11)) для углов дифракции, соответствующих линиям , , (любой из двух). Значение D принято измерять в “/нм – угловых секундах на нанометр. Полученные расчетные данные занести в табл. П.2.2. (см. Приложение 2).

5. Сформулировать выводы.