Экспериментальная установка

Схема экспериментальной установки показана на рис. 3. На оптической скамье размещены последовательно расположенные и оптически связанные источник света (ртутно-неоновая лампа) в кожухе (1), имеющем диафрагму в виде щели (2), коллиматор типа МГТ 2,517,5 на стойке (3), гониометрический столик (4), на основании которого устанавливается исследуемый объект (стеклянная призма) (5) и зрительная труба (6). Гониометрический столик снабжен угловой отсчетной шкалой лимба (7) с нониусным отсчётом. При измерениях излучение от источника света (1) проходит через щелевую диафрагму (2), преобразуется коллиматором (3) в параллельный пучок, который направляется на призму (5), установленную на столике гониометра (4). Отклоненное излучение наблюдается визуально с помощью зрительной трубы (6), сфокусированной на «бесконечность», что позволяет восстановить изображение щели.

При измерениях отсчет целых градусов следует производить по шкале лимба (7) против нуля нониуса. К этим данным следует добавлять количество десятых долей, снятых по шкале нониуса (по первому делению нониуса, совпадающему с каким-либо делением шкалы лимба). Спектр излучения источника света содержит линии, присущие парам ртути и гелия.

Порядок выполнения работы

Юстировка установки. Включите источник света, поверните столик гониометра так, чтобы оптическая ось зрительной трубы совпадала с осью коллиматора. При этом в поле зрения окуляра появится изображение входной щели коллиматора. Проверьте и при необходимости произведите фокусировку коллиматора и зрительной трубы в следующей последовательности:

1. Сфокусируйте на оптическом стенде с помощью автоколлиматора трубу на «бесконечность». При отсутствии автоколлиматора можно визуально сфокусировать трубу на удаленный предмет в коридоре или за окном.

2. Перемещая зрительную трубу, установите её соосно с оптической осью коллиматора. Вращением фокусирующей подвижки коллиматора добейтесь резкого изображения щели.

Опыт 1. Измерение преломляющего угла призмы

1. Установите стеклянную призму на предметный столик и проверьте наличие дисперсии (в работе используется призма АР-90, у которой в качестве рабочих выбираются две грани под углом 45°).

2. Поворачивая призму, добейтесь хода лучей такого, чтобы биссектриса АО преломляющего угла призмы примерно совпадала с осью коллиматора. Ход лучей при правильном расположении призмы показан на рис. 4, где 1 − призма, 2 − пучок падающих лучей, ВД и БС − лучи, отражённы двух от боковых граней призмы. Последние, как следует из рисунка, образуют при их продолжении угол ; который связан с преломляющим углом призмы А соотношением:   . Угол  определяют, найдя разность отсчётов N₁ и N₂, соответствующие двум положениям зрительной трубы, при которых видны изображения щели, образованные отражёнными пучками ВД и БС.

3. Сначала невооружённым глазом, а затем с помощью окуляра поймайте изображение входной щели освещённого коллиматора по направлению лучей 3.

4. Расположите зрительную трубу справа от оптической оси коллиматора. Поворачивая зрительную трубу, совместите отсчётную шкалу окуляра с изображением щели, снимите отсчеты N₁ по лимбу и нониусу гониометра. Результаты измерений занесите в табл. 1

Таблица 1

Измерение преломляющего угла призмы

№ п/п	N1, град.	N2, град.	A, град.	AСР, град.
1
2
3

5. Расположите зрительную трубу слева от оптической оси коллиматора. Поворачивая зрительную трубу, совместите отсчётную шкалу окуляра с изображением щели, снимите отсчеты N₂ по лимбу и нониусу гониометра. Результаты измерений занесите в табл. 1.

6. Рассчитайте преломляющий угол призмы по формуле

А  . (12)

7. Повторите измерения пунктов 3 и 4 и расчет пункта 5 дважды. Результаты занесите в табл. 1.