Порядок выполнения работы. Задание 1. Градуировка монохроматора

Задание 1. Градуировка монохроматора.

Для градуировки спектрометра применяются ртутная и неоновая лампы, таблицы спектральных линий которых имеются в работе. Красная линия ртути в излучении ртутной лампы очень слаба, и поэтому для градуировки прибора в красной части спектра следует пользоваться неоновой лампой, спектр которой богат красными линиями различных оттенков.

Градуировочную кривую следует строить в крупном масштабе на листе миллиметровой бумаги. По оси X откладываются градусные деления барабана, а по оси У - длины волн соответствующих линий. Иногда при построении гра­фика некоторые экспериментальные точки оказываются смещенными от плав­ной кривой. Чаще всего такие «выбросы» свидетельствуют о неправильной рас­шифровке наблюдаемой картины спектральных линий (главным образом для неона). В этом случае необходимо более внимательно сопоставить картину с таблицей и внести в график необходимые исправления. Графическую зави­симость можно экстраполировать и интерполировать на всю видимую область длин волн.

Задание 2. Определение ширины спектров пропускания абсорбционных светофильтров.

Установить лампу накаливания со светофильтром перед входной щелью монохроматора. Вращая барабан привести в поле зрения окуляра пропускаемый светофильтром участок спектра. Поочередно совместить начало и конец участ­ка пропускаемого спектра с указателем в окуляре. Сделать соответствующие отсчеты по барабану. Пользуясь градуировочным графиком найти интервалы длин волн, пропускаемых светофильтром. Проделать то же самое с двумя дру­гими абсорбционными светофильтрами.

Задание 3. Определение максимума полосы пропускания интерференци­онных светофильтров.

Устанавливая поочередно перед входной щелью монохроматора перпенди­кулярно падающему лучу интерференционные светофильтры, снять отсчеты по барабану для максимума полосы пропускания каждого светофильтра. По градуировочному графику найти соответствующие l_тах и сравнить с данными в описании значениями.

Задание 4. Изучение зависимости l_тах от угла падения луча света.

Зависимость l_тах от угла падения светового пучка на интерференционный светофильтр можно получить, используя выражения (1) и (2):

(3)

Это задание лучше выполнять с фильтром С1. Вращая подвижную часть ГС (гониометрического столика) и наблюдая за отраженным бликом, необходимо зафиксировать такое положение светофильтра, когда он расположен перпен­дикулярно к падающему лучу; поворачивая ГС относительно этого положения, можно визуально наблюдать смешение l_тах в фиолетовую область спектра.

Задание 5. Определение показателя преломления n диэлектрика, из которого изготовлен центральный слой интерференционного светофильт­ра.

На держателе укрепляется светофильтр С3 перпендикулярно падающему лучу, что легко контролируется по блику отраженного света. Затем на ГС по­мещается фильтр С2, который также первоначально устанавливается перпен­дикулярно падающему лучу. Отсчитывается показание φ₁. Далее поворотом го­ниометра достигается такое положение, когда максимумы пропускания фильт­ров С2 и СЗ совпадают между собой. Снимается показание φ₂- Для начального и конечного положения светофильтра С2 можно записать:

(4)

(5)

где и , соответствуют максимумам пропускания второго и третьего светофильтров.

Решая систему уравнений (4) и (5) получим:

Аналогичные измерения нужно провести для другой пары интерференцион­ных светофильтров С2 и С1.

Вопросы:

1.Что называется оптическим светофильтром?

2. Какие оптические явления лежат в основе конструкции светофильтров?

3. Что называется полосой пропускания светофильтра?

4. Как экспериментально определить полосу пропускания светофильтра?

Литература

1. Ландсберг Г.С. Оптика. М., Наука. 1976.

2. Калитеевский Н.И. Волновая оптика. М., Наука, 1971.