Порядок выполнения работы

1. Включите ртутную лампу, а затем подсветку гониометра. Вращая алидаду, наведите на щель коллиматора вертикальную нить креста, имеющегося в поле зрения зрительной трубы. Закрепите алидаду в этом положении.

2. Поставьте на столик первую дифракционную решетку так, чтобы ее щели (штрихи) были вертикальны. Снимите отчет .

Отчет снимается по шкале, рассматриваемой через отчетный микроскоп 10 (рис.1). Подсветка шкалы включается тумблером, расположенным на гониометре. Поле зрения окуляра отчетного микроскопа приведено на рис. 2. В поле зрения отчетного микроскопа виден лимб (круговая шкала) и вертикальная шкала, расположена справа от лимба.

Рис. 2. Поле зрения окуляра отчетного микроскопа

Для того, чтобы снять отчет, необходимо повернуть маховичок 11 (см. рис.1) настолько, чтобы верхние и нижние штрихи в левом окне точно совместились.

Число градусов будет равно видимому ближайшему слева от риски прямому числу (число на верхней шкале лимба). На рис. 2 это число 7°. Число десятков минут равно числу интервалов, заключенных между верхним штрихом, который соответствует числу градусов, и нижним оцифрованным штрихом, отличающимся от верхнего на 180°. На рис. 2 это 5 интервалов между штрихами, оцифрованными прямым числом 7 на верхней шкале лимба, и двойными штрихами, оцифрованными перевернутым числом 187°, на нижней шкале. Число десятков минут равно пяти, каждый по 10', т.е. 50'. Число единиц минут отчитывается по шкале в правом окне по левому ряду чисел. Число минут это цифра над отчетной горизонтальной риской А, находящейся в поле зрения (на рис. 2 это цифра 1). Число секунд отчитывается в том же окне по правому ряду чисел, относительно риски А (на рис. 2 положение горизонтальной риски А даёт 36''. Положение, показанное на рис. 2 соответствует отчету 7°51'36''.

Отчет соответствует направлению на максимум нулевого порядка.

3. Поверните зрительную трубу вправо и снимите отчеты для линий ртути в спектрах 1-го и 2-го порядков. Затем поверните зрительную трубу влево и снимите отчеты для линий ртути в спектрах (–1)-го и (–2)-го порядков. Результаты занесите в таблицу 1.

4. Вычислите углы дифракции , под которыми наблюдаются главные максимумы 1-го, 2-го, (–1)-го и (–2)-го порядков. Если <90º, то . Если >90º, то .

Примечание. При вычислении углов дифракции предварительно необходимо углы и перевести в градусы, учитывая, что 1º=60'; 1'=60''.

Произведем, например, вычисление угла дифракции при =23⁰30'5'' и =45º 35'55''. Переведем значения углов в градусы: =23º 30'5''=23+30/60+5/3600=23+0,5+0,001=23,501º, =45º35'55''=45+35/60+55/3600=45+0,583+0,015=45,598º.

Так как <90º, то =22,097º.

Полученные значения углов дифракции можно перевести в радианы, учитывая, что 180º=3,14 рад.

В частности в нашем случае =22,097º=22,097·3,14/180=0,385 рад.

5. По формуле

, (1)

вычислите период решетки. Найдите среднее значение периода . Вычислите погрешность по формуле для погрешностей прямых измерений.

Примечание. Для получения периода решетки в мкм длины волн линий необходимо перевести в мкм, учитывая, что 1 нм=10^-3 мкм.

6. Вычислите угловую дисперсию в спектрах 1-го и 2-го порядков по формуле:

, (2)

где и – углы дифракции для желтого дублета ртути; и – длины волн этого дублета.

Примечание. Единицы измерения угловой дисперсии определяются тем, в каких единицах выражены значения углов и длин волн. В случае, если углы взяты в градусах, а длина волны в нанометрах (нм), то угловая дисперсия получается в угл.град/нм. Если же углы взяты в радианах, то угловая дисперсия получается в единицах рад/нм.

Все описанные измерения выполните для второй решетки.

Таблица 1. Дифракционная решетка №___

=…

, нм