Методика отсчета угловых координат

(разрешение 1 минута)

 

1. Установите начальное положение барабана. Для этого отворачивай­те барабан до тех пор, пока не появится минимальный просвет (щель) между барабаном и кронштейном. Затем заворачивайте барабан до совпадения нуле­вой риски барабана с горизонтальной риской кронштейна. Начальное положе­ние установлено.

2. Отпустив стопорный винт трубы, установите трубу в положении, при котором изображение исследуемого участка спектра видно в окуляре спра­ва от вертикальной линии визира.

3. Уточните положение трубы так. чтобы нулевая риска нониуса сов­пала с одной из рисок основной шкалы гониометра. Затяните стопорный винт. Убедитесь, что барабан стоит на нулевом делении, в противном случае верни­тесь к п.1.

4. Поворачивая барабан, установите визир окуляра на изображении объекта, координату которого нужно измерить (спектральная линия).

5. Снимите отсчет: целые градусы - по нулевой риске нониуса (эта риска помечена стрелкой), угловые минуты - по риске барабана, совпадающей с горизонтальной риской кронштейна.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Включить гониометр и источник света в сеть переменного тока на 220 В.

2. Вращая окуляр зрительной трубы, сфокусировать его так, чтобы отчетливо было видно перекрестие.

3. Установить зрительную трубу по одной прямой с коллиматором и сфокусировать с помощью винта 4 и 6 так, чтобы в поле зрения окуляра 3 поя­вилось резкое изображение щели коллиматора.

4. Установить на столик дифракционную решетку так, чтобы плос­кость ее была перпендикулярна к оси зрительной трубы и коллиматора, а щели решетки были параллельны щели коллиматора. Смотря в окуляр зрительной трубы и поворачивая трубу влево и вправо, изучить вид и расположение ди­фракционных спектров. В середине поля зрения должно быть видно яркое оди­ночное изображение щели (спектр нулевого порядка). Слева и справа от него должны быть видны два симметрично расположенных спектра первого порядка (κ = 1) в виде разноцветных полос. Ближе всего к щели расположена фиолетовая полоса (рис. 3).

5. Установить вертикальную нить перекрестия окуляра 3 на середину фиолетовой полосы левого дифракционного спектра первого порядка и произ­вести отсчет угла φ_лев.. Методика отсчета углов изложена выше. Значение углов Ф измерить с точностью до минуты. Затем, установить вертикальную нить зри­тельной трубы (поворотом трубы вправо) на середину фиолетовой полосы пра­вого спектра первого порядка и провести аналогичный отсчет значения φ_прав. Результаты измерений записать в таблицу. Определить среднее значение угла дифракции φ для фиолетовой линии в спектре первого порядка. Проделать ука­занные измерения два раза.

6. Проделать те же измерения и в том же порядке и количестве для фиолетовой линии левого и правого спектров второго порядка. Данные запи­сать в табл. 1.

7. Вычислить длины волн для фиолетовых линий спектра по формуле

для всех четырех измерений. Длины волн выражать в нм (1нм = 10^-9м).

8. Из четырех полученных значений для λ_ф определить среднее

 

9. Повторить пункты 5-8 для синей, зеленой и желтых линий спектра.

 

Таблица 1

Цвет линий	Порядок спектра	Номер опыта	Φлев.	Φправ.	Φср.	Sinφср.
Фиолетовая (слабая)
Синяя (сильная)
Зеленая
Желтая (сильная)
Желтая (сильная)

λ_ф= λ_с= λ_з= λ_ж=

Контрольные вопросы

 

1. Каким образом с помощью дифракционной решетки можно опре­делить длину световой волны?

2. Что представляет собой дифракционная решетка, применяемая в данной работе?

3. Каким образом производится измерение углов с помощью гонио­метра, чему равна точность измерений?

4. Какой вид имеет дифракционный спектр, изучаемый в данной ра­боте?

5. В каких пределах лежат длины волн видимого света? Укладывают­ся ли измеренные значения волн в эти пределы?

 

Литература

1. Трофимова, Т.И.. Курс физики [Текст]: учеб.пособ./Т.И.Трофимова.- М: Академия, 2004.- 560с.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики [Текст]: в 5-ти кн.: учеб.пособ. / И.В. Савельев.- М.: Астрель: АСМ, 2005. кн.4: Волновая оптика -256с.