Физика \ Оптика

Лабораторный практикум по оптике, содержащий описание 21 лабораторной работы, страница 40

Цвет спек-тра

фио-лето-вый

синий

голу-бой

зеле-ный

жел-тый

оран-жевый

крас-ный

Длина волны λ

Отсчет по шкале бара-бана N

УПРАЖНЕНИЕ II

Определение угловой дисперсии стилоскопа

1.  Выбрать в фиолетовой области две линии λ1 и λ2 .

2.  По графику определить для них значения N1 иN2.

3.  Вычислить для этой области величину  .

4.  Используя формулу (13.5), вычислить угловую дисперсию . При этом угловые минуты величины β необходимо перевести в радианы (1'=2,91·10–4 рад).

5.  Аналогичные измерения сделать для голубой, зеленой и красной области спектра и определить для них угловую дисперсию.

6.  Сделать вывод.

УПРАЖНЕНИЕ III

Определение линейной дисперсии стилоскопа

1.  Используя формулу (13.6) и значения угловой дисперсии, вычисленные в предыдущем упражнении, определить линейную дисперсию для фиолетовой, голубой, зеленой и красной областей спектра.

2.  Вычислить среднее значение .

3.  Определить величину обратной дисперсии Dобр= и сопоставить ее с обратной линейной дисперсией прибора  Dпр=3,2нм/мм .

4.  Вычислить относительную погрешность по формуле

.

УПРАЖНЕНИЕ IV

Определение разрешающей способности стилоскопа

1.  Для фиолетовой, голубой, зеленой и красной областей спектра выбрать по атласу по две пары спектральных близко расположенных (различие 1-2 нм) линий.

2.  Вычислить для каждой пары линий по формуле (13.7) разрешающую способность, где

        .

3.  Провести вычисления разрешающей способности решетки по формуле (13.8). Решетка работает в первом порядке спектра. Общее число работающих штрихов для нее равно 3600.

4.  Сопоставить вычисленные значения R и сделать выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.  Чем отличается дифракционный спектр от призматического?

2.  Какие основные характеристики дифракционного стилоскопа?

3.  Как определяется угловая дисперсия в работе?

4.  Как определяется величина обратной дисперсии?

5.  Как определяется разрешающая способность прибора?


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСПЕРСИИ И РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СТИЛОСКОПА СЛ-IIА

Цель работы: исследовать спектр дуги железа, определить дисперсию и разрешающую способность стилоскопа.

Приборы и принадлежности: стилоскоп СЛ-IIA, набор исследуемых образцов, атлас дуговых спектральных линий.

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Дисперсией спектрального прибора называют его способность отклонять лучи различных длин волн на разные углы. Различают линейную и угловую дисперсию.

Угловой дисперсией называется отношение ,  где  – разность углов выхода двух лучей, которым соответствуют длины волн, отличающиеся на . Она выражается в радианах на ангстрем (1A=10м). Угловая дисперсия призмы определяется выражением

                 (14.1)

Угол отклонения лучей при этом связан с показателем преломления приблизительно соотношением:

                                 (14.2)

где n – показатель преломления материала призмы, А – преломляющий угол призмы.

Вращая маховичок барабана, мы поворачиваем призму и изменяем угол , показания шкалы барабана N пропорциональны углу поворота призмы . Угловая дисперсия призмы  пропорциональна :

                                      (14.3)

Угловая дисперсия зависит от величины преломляющего угла призмы, ее материала и длины волны, но не зависит от линейных размеров призмы. Линейная дисперсия определяется отношением , где  – расстояние на фотопластинке между двумя спектральными линиями, длины волн которых отличаются друг от друга на . Если фокусное расстояние объектива равно f , то имеет место соотношение

                                   (14.4)

Скачать файл