Для настройки длины волн, зеркало Вэдсворта необходимо поворачивать посредством винта, вращая при этом рифленную ручку (27).

Входная и выходная щели(31) расположены друг против друга в боковых стенках прибора и могут быть предохранены насаживаемыми на них целевыми колпачками с окошками из кристаллического кварца, бромида калия или флуорида кальция. Настройка ширины щели производится одновременно для обеих щелей и осуществляется микрометрическим винтом, по барабану которого можно производить непосредственный отсчет ширины входной и выходной щелей. В диапазоне от 0,05 до1,5 мм щель открывается логарифмически, а в диапазоне от 0 до 0,05 мм она пропорциональна повороту барабана. Между 0 и 0,1 мы цена деления равна ширине щели 0,005 мм, а между 0,1 и 0,2 мм она составляет 0,01 мм. Максимально используемая высота щели равна 20 мм и может быть ограничена диафрагмой с клинообразным вырезом, насаживаемой или непосредственно на входную и выходную цели, или на щелевые колпачки.

Выходную щель можно смещать на ±3 мм по направлению оптической оси, поворачивая регулировочную шайбу (29) (цена деления 0,1 мм). Необходимая настройка, при которой выходная щель находится в плоскости форсирования спектра, дана для призм, поставляемых вместе с прибором, в сертификате зеркального монохроматора или вычисляется по указаниям, приведенным в разделе 5.8. Для проверки освещения призм и фокусировки, отдельные щели можно открывать до их полной ширины, нажав на кнопки (13). Установка источников излучения, приспособлений для смены проб и приёмников монохроматического света осуществляются при помощи установочных шпилек (32) на станке кожуха прибора или на трехгранном рельсе расположенном соосно с входной и выходной щелями.

 

Пользование прибором

3.1. Настройка длины волны

Электрическая блокировка обеспечивает проекцию на матовое стекло проекционного окна только той длины волны, которая соответствует вставленной призме. Для этого необходимо сначала включить лампочку для освещения шкалы (25) и установить переключатель диапазонов (21) в положение, соответствующее применяемой при этом призме. Это правило не касается призмы KRS - 5, для которой проекция шкалы настройки производится при установке переключателя диапазонов на G 60, т.е. в положение, при котором происходит также и проекция шкалы настройки для стеклянной призмы. Учитывая различные области спектра, в данном случае исключается возможность перепутать шкалы настройки.

Для настройки волны необходимо поворачивать кнопку (27) до тех пор, пока на матовом стекле не появится необходимая длина волны, совпадающая со штрихом в центре проекционного окна. Шкалы настройки длины волн приведены в мк. Если положение призмы сильно отклоняется от положения необходимого для данной области применения, то необходимо несколько раз повернуть кнопку (27) для того, чтобы установить в поле зрения необходимую шкалу настройки. Максимальная резкость изображения шкалы достигается поворотом винта с лицевой головкой для коррекции призм (23) и смещения щели (29) целесообразно пользоваться монетой.

 

3.2. Отсчет ширины полосы спектра

Получаемую при заданной ширине щели ширину полосы спектра в диапазоне измерения можно быстро определить по делениям, расположенным под проекционным окном: два смежных штриха (с цифрами) этого деления ограничивают на шкале настройки длины волн Δλ мкм, который совпадает с шириной полосы спектра, если ширина щели равна I мм. При ширине щели b мм. ширину полосы спектра в мкм. можно получить из формулыS = bΔλ

 

Пример: призма из флинтового стекла G60, заданная длина волны 0,5 мкм. Ширина щели 0,08 мм. При таких условиях ширина полосы спектра составляет для ширины щели 1 мм, ограничиваемой, например, индексами "3" и "4", S = Δλ = 0,505 - 0,500 = 0,005 мкм = 5 нм. Для b = 0,08 мм получается S = 0,08 5 = 0,4 нм

В рамках предусмотренных интервалов делений можно также производить отсчет до десятичной степени, зависящей от реальной ширины щели, определяя диапазон волн, принадлежащий к числу делений, соответствующему определенной ширине щели.

Пример: призма из флинтового стекла G 60, заданная длина волны 0,5 мкм, ширина щели 0,04 мм. Штрихи "0" и "4" (соответственно ширине щели 4 мм) ограничивают совпадающий с шириной полосы спектра спектральный диапазонS = Δλ =0,505 - 0, 486 = 0,019 мкм =19 нм для ширины щели 0,04. мм получается S = 0,19 нм.

Ширина пропускания спектра при применении дифракционной решетки в широкой, степени независима от длины волны и составляет для ширины щели 0,1 мм - 0,4 нм.

Обзор о ширине пропускания спектра при намеченных дисперсионных средствах приведен на рисунках 5 и 4. Из этих характеристик видно, какую призму (или решетку) лучше всего применять в соответствующем диапазоне измерения.

Приложение 2.

Гониометр ГС-5

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Гониометр Г5 (рис. 1) является оптическим контрольно-измерительным прибором лабораторного типа и позволяет производить

— измерение углов между плоскими полированными гранями твердых

прозрачных и непрозрачных веществ;

— измерения пирамидальности призм;

— другие исследовательские работы.

Прибор должен работать в сухом и чистом помещении при температуре 20±3,5°С. Допустимое колебание температуры при измерениях 1°С в час.

 

 

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

 

2.1. Основные параметры и размеры

 

Увеличение труб с окуляром-кубом = 9,8 мм 40,9х

Поле зрения труб, не менее

Фокусное расстояние объективов зрительной трубы

и коллиматора 400,6 мм.

Световой диаметр объективов труб 50 мм.

Разрешающая сила труб (в центре поля зрения)

при установке на бесконечность

Увеличение микроскопа 55,6х

Цена деления лимба

Цена деления шкалы оптического микрометра

Цена деления круглого уровня

Предел допускаемой погрешности при измерении

угла одним приемом, не более

 

3.4. Устройство прибора

 

Прибор состоит из следующих основных узлов: зрительной трубы 38 (рис. 5), коллиматора 33, основания 48 с осевой системой и столиком 54 (рис. 6).

Зрительная труба и коллиматор имеют одинаковую конструкцию.

Фокусировка зрительной трубы и коллиматора производится маховичками 34 (рис. 5) и 52 (рис. 6) по шкалам 55 и 37 (рис. 5), на которых имеются индексы «∞» и деления. Цена одного деления равна 1 мм.

Шкала служит для определения положения фокусирующей линзы при измерении пластинок или призм, имеющих некоторую кривизну поверхности. Винты 35 и 53 (рис. 6) расположенные под объективами труб, служат для юстировки визирных осей по вертикали.

 

Рис. 5. Общий вид гониометра Г5 (зрительная труба справа):

30—стойка коллиматора; 31 —раздвижная щель; 32—кольцо;
33—коллиматор; 34—маховичок фокусировки коллиматора;
35—юстировочный винт; 36—винт наклона столика; 37— шкала; 38—зрительная труба; 39, 40—рычажки; 41—алидада; 42—механизм соединения лимба с алидадой; 43—маховичок; 44—общий выключатель; 45—розетка; 46—переключатель; 47—подсветка;
48—основание.

 

Окулярные устройства крепятся к трубам с помощью колец 32 (рис. 5) и 51 (рис. 6). Коллиматор 33 показан на рис. 5 с раздвижной щелью 31, а зрительная труба — с автоколлимационным окуляром-кубом.

Лимб гониометра и сетки окуляров освещаются лампой. Лампа помещена в подсветке 47. Прибор включается непосредственно в сеть переменного тока через розетку 45 и общий выключатель 44.

Для понижения напряжения в приборе предусмотрен трансформатор, который переключается на напряжения 127 и 220В переключателем 46. Держатель с предохранителем размещен в нижней части основания 48.

Зрительная труба 38 со стойкой, в которой смонтирован микроскоп, крепится к алидаде 41.

Коллиматор установлен на стойке 30, которая закреплена неподвижно на основании 48.

В средней части основания жестко закреплена цилиндрическая ось б (рис. 7), на которой установлены лимб 4 в оправе с шестернёй 5.

Установка оси в вертикальное положение производится винтами 60 (рис. 6) по уровню 57, вмонтированному в корпус алидады. Алидада вращается относительно оси прибора и установленного на ней лимба грубо от руки и точно микрометрическим винтом 61 при зажатом винте 59.

Лимб может вращаться также вместе с алидадой. Для этого в приборе предусмотрен специальный механизм 42 (рис. 5), обеспечивающий соединение лимба с алидадой.

Включение и выключение лимба для совместного или раздельного вращения с алидадой осуществляется рычажками 39 и 40.

При совместном вращении лимба и алидады производятся измерения углов методом повторений.

При неподвижной алидаде лимб имеет еще два варианта движений — относительно алидады и столика и вместе со столиком 54 (рис. 6).

Вращение лимба относительно столика и алидады осуществляется маховичком 43 (рис. 5). Это движение используется в тех случаях, когда необходимо производить измерения различными участками лимба.

Вращение лимба вместе со столиком производится грубо от руки и точно микрометрическим винтом 58 (рис. 6).

 

Рис. 6. Общий вид гониометра Г5 (зрительная труба слева):

49—маховичок оптического микрометра; 50—подсветка; 51— кольцо; 52—маховичок фокусировки трубы; 53—юстировочный винт;
54—столик; 55—шкала; 56—винт наклона столика; 57—уровень;
58—микрометрический винт лимба; 59—зажимной винт алидады;
60—подъемный винт; 61—микрометрический винт алидады.

Столик 54 представляет собой круглый диск 2, установленный на оси 3.

Столик может вращаться:

— вокруг оси 3 при неподвижном лимбе и алидаде;

— вместе с лимбом относительно алидады и зрительной трубы;

— вместе с лимбом и алидадой.

Для правильной установки измеряемого предмета предусмотрен наклон столика в двух взаимно перпендикулярных направлениях, осуществляемый с помощью винтов 36 (рис. 5).

При необходимости установка столика в горизонтальное положение производится с помощью накладного уровня, имеющегося в комплекте.

 

 

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГОНИОМЕТРА

 

Проверка прибора

Прежде чем приступить к работе на гониометре, необходимо произвести следующие проверки:

1. Убедиться в наличии исправного предохранителя.

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады.

Это условие проверяют при помощи плоскопараллельной пластинки и накладного уровня, имеющихся в комплекте гониометра.

Пластинку установить на столике гониометра. Винтами 36 (рис. 5) добиваются, чтобы полированная грань пластинки была перпендикулярна к визирной оси зрительной трубы. При правильной установке автоколлимационное изображение, полученное от пластинки, совпадает с перекрестием сетки зрительной трубы.

Повернув алидаду (при неподвижном столике) на 180°, проверить совпадение перекрестия сетки с автоколлимационным изображением, полученным от противоположной грани пластинки по вертикали. При несовпадении произвести юстировку винтами 36 столика к винтом 53 (рис. 6) зрительной трубы, исправляя каждым, половину величины несовпадения.

Проверку производить до тех пор, пока не будет точного совмещения.

Затем проверить совпадение перекрестий при повороте трубы и столика с лимбом на 90°.

3. Визирная ось коллиматора должна быть параллельна визирной оси зрительной трубы.

Это условие обеспечивается совмещением перекрестия сетки зрительной трубы с изображением перекрестия сетки коллиматора.

Совмещение достигается вращением винта 35 (рис. 5).

Приложение 3

Краткое описание модульного лабораторного учебного комплекса МУК-О (по оптике)

 

Назначение

1.1. Модульный учебный комплекс МУК-О или микролаборатория (в дальнейшем по тексту «комплекс») предназначен для проведения физического практикума в высших учебных заведениях по разделу волновая и квантовая оптика курса общей физики.

Комплекс позволяет проводить лабораторные работы по темам:

– интерференция света;

– дифракция света;

– закон Малюса;

– определение угла Брюстера;

– взаимодействие поляризованного света с оптически анизотропным веществом;

– тепловое излучение.

 

Технические данные

 

2.1. Длина волны лазерного излучателя 0,65 мкм.

2.2. Требуемое напряжение питания белого осветителя 0÷15 В при токе до 1А.

2.3. Комплекс снабжен механическими отсчетными устройствами углов поворота.