Лабораторная работа №3 Градуировка спектроскопа и определение длин волн спектральных линий

9 
Спектроскоп состоит из двух труб – коллиматора (1) и 
зрительной трубы (3), между которыми расположена призма (2). 
Один конец коллиматора закрыт ширмой, в которой имеется 
узкая щель (4), на другом его конце находится собирающая 
линза - объектив (5). Зрительная труба снабжена двумя 
собирающими линзами – объективом (6) и окуляром (7). 
Микрометрический винт (8) позволяет поворачивать трубу (3) 
относительно призмы. 
Ход лучей в спектроскопе представлен на рисунке 2. 
Рис. 2 Ход лучей в спектроскопе. 
 
Источник света (спектральную трубку) помещают вблизи 
щели коллиматора. Тогда от каждой точки щели на объектив 
коллиматора падает расходящийся пучок лучей (на рисунке 
показан такой пучок от одной точки щели). Щель находится в 
фокальной плоскости объектива, поэтому свет от каждой точки 
щели выходит из объектива параллельным пучком, который 
падает на боковую грань призмы. 
Призма отклоняет падающие на нее лучи к основанию так, 
что параллельный пучок после прохождения призмы остается 
параллельным. 
Однако, 
вследствие 
явления 
дисперсии, 
отклонение пучка будет разным в зависимости от длины волны 
света. Показатель преломления вещества призмы больше для 
фиолетовых лучей, поэтому фиолетовые лучи отклоняются 
сильнее, чем красные. Таким образом, параллельный пучок, 
падающий на призму от одной точки щели, превращается в 
набор параллельных пучков, идущих под разными углами друг к 
другу.
10 
Все лучи, выходящие из призмы, попадают в объектив 
зрительной трубы. Линза собирает каждый из параллельных 
пучков так, что в ее фокальной плоскости получаются 
изображения щели, даваемые лучами разного цвета – от 
красного до фиолетового.
Если в фокальной плоскости объектива поставить 
фотопластинку, то полученное на ней изображение можно 
впоследствии рассматривать и анализировать. В этом случае 
спектральный прибор носит название спектрометр.
В случае спектроскопа изображения щели рассматривают 
через окуляр, как через лупу, что позволяет получить 
существенное увеличение угла зрения. 
Если свет, испускаемый источником, представляет собой 
совокупность монохроматических волн (т.е. длины волн, 
присутствующих в излучении, образуют дискретный набор), 
тогда в окуляре зрительной трубы мы увидим ряд ярких линий 
разного цвета, разделенных темными промежутками. Эти линии 
называют спектральными линиями.
Для удобства работы со спектроскопом в середине 
фокальной плоскости объектива зрительной трубы натянута 
тонкая черная нить, которую мы видим на фоне получающегося 
спектра. Поворачивая зрительную трубу относительно призмы, 
можно добиться поочередного совмещения изображения нити с 
различными участками спектра. Определенному положению 
трубы соответствует попадание в середину фокальной плоскости 
определенного участка спектра.
Можно установить соответствие между положением 
зрительной трубы относительно призмы и длиной волны 
спектральной линии, совмещаемой с изображением нити. Это 
соответствие принято представлять в виде линии на графике, где 
по одной оси отложены длины волн, а по другой – 
соответствующие им положения зрительной трубы, которые 
определяются по показаниям микрометрического винта. Эта 
линия 
называется 
градуировочной 
кривой 
спектроскопа.
Поскольку зависимость показателя преломления от длины волны 

11 
является нелинейной, а показания микрометрического винта у 
разных приборов не совпадают, то для каждого прибора 
необходимо получить свою градуировочную кривую. 
Градуировку производят, наблюдая известный спектр 
какого-либо светящегося газа. Длины волн соответствующих 
спектральных линий приводятся в справочных таблицах.
Наблюдая линейчатый спектр неизвестного газа, можно 
определить длины волн спектральных линий, используя 
полученную градуировочную кривую, а затем по справочнику 
узнать, какому элементу принадлежат эти линии. 

жүктеу/скачать 264,96 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: