Опис установки.

Монохроматор УМ-2 являється спектральним приладом і використовується для розкладання в спектр світла і виділення необхідної ділянки спектра при виконанні спектральних досліджень. Він розрахований на діапазон спектра від 3800 до 10000 А. Оптична схема монохроматора УМ-2 показана на рис.3.

Вхідний отвір 6 змінної ширини (від 0 до 4 мм) регулюється мікрометричним гвинтом і освітлюється від джерела світла 1 через захисне скло 2, конденсор 3 та захисне скло 4 щілини. Призма порівняння 5 перед щілиною 6 служить для порівняння контрольованих джерел світла . Щілина 6 встановлена в фокусі коліматора 7. Паралельний пучок променів, який іде від об'єктива, падає на дисперсійну призму 8, виготовлену із скла ТФ-3. Після проходження призми промені попадають на об'єктив 9 зорової труби, в фокусі якої розміщений змінний окуляр 10 з покажчиком 11 або окуляр 12 без покажчика. Обидва окуляри можуть бути замінені вихідною щілиною 13 із захисним склом 14 і тоді зорова труба становиться вихідним коліматором.

Якщо обертати гвинт барабана мікрометра, то в вихідній щілині або в полі зору окуляра буде переміщуватись світло різної довжини хвилі (кольоровий спектр). Кожній довжині хвилі λ на вимірюваному барабані буде відповідати свій відлік . Шкала барабана нанесена в градусних поділках від 0 до 3300 з ціною поділки 2 та оцифровкою через 50°. Крок мікрометричного гвинта вимірювального барабана рівний 1 мм. Для експлуатації монохроматора треба попередньо провести його градуювання та скласти паспорт у вигляді графіка функцій (λ).

Рис.3

Градуювання шкали монохроматора

Градуювання проводиться за відомими спектрами випромінювання атомів. При градуюванні приладу, вихідну щілину 13 замінюють окуляром 10 з покажчиком 11, а вхідну щілину 6 освітлюють світлом яке має лінійчатий спектр.

Фокусуванням окуляра (гайка 15) домагаються чіткого зображення покажчика. Обертаючи вимірювальний барабан і спостерігаючи в окуляр зорової труби, підводять середину необхідної спектральної лінії до вістря покажчика. На шкалі барабана визначають відповідний відлік, переходять до другої, до третьої лінії спектра і т. д., повторюючи наведення та відлік по 2-3 рази на кожну лінію. Підраховують середнє значення кожного відліку і на міліметровому папері будують графік функції (λ), -відлік.

Лінії (колір)	Відлік №1	Відлік №2	Відлік №3	Середнє значення	Довжина хвилі
1
2

Характеристики монохроматора ум-2 Дисперсія (д) монохроматора ум-2

λ, А˚	7865	5461	4861	4358	4046
D, А˚/мм	335	115	80	47	33

Данні градуювання ум-2 (заводські).

λ, А˚	Покази барабану	λ, А˚	Покази барабану	λ, А˚	Покази барабану
7140	3300	5880	2830	5000	2240
6820	3215	5830	2810	4870	2120
6670	3170	5560	2665	4760	1990
6420	3060	5410	2570	4650	1870
6260	3018	5260	2470	4550	1740
6070	2880	5130	2260	4450	1630
				4350	1508

Порядок виконання робот.

1. Ознайомитися з роботою спектрального приладу УМ-2.

2. Включити ртутну чи неонову лампу, розташувати її так, щоб у спектральному приладі спостерігалась максимальна яскравість ліній спектра.

3. Перевірити градуювання приладу за відомими лініями випромінювання атомів ртуті чи неону.

4. Встановіть водневу лампу, запаліть її, добийтеся максимальної яскравості ліній спектра водню (можна використовувати спектральну трубку з воднем).

5. Визначте експериментально довжини хвиль серії Бальмера, порівняєте з теоретичними розрахунками.

6. Розрахуйте довжини хвиль серії Бальмера для атомів дейтерію і воднеподібного гелію. Спектри всіх атомів намалюйте на одному малюнку.

7. З’ясуйте вплив спін-орбітальної взаємодії та зміни маси частинок на характеристики спектрів H, D, He⁺.

8. Намалюйте діаграму рівнів енергії атомів H з урахуванням формули (20).

9. Розрахуйте потенціал іонізації для ,