(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 φлев.. 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 φправ. 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 λф 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) |
λф= λс= λз= λж=
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.