Описание установки и метода измерений

Для определения длины волны монохроматического света нужно в соответствии с формулой (3) определить угол дифракции и знать постоянную решетки d. Отсчет углов, под которыми наблюдаются дифракционные максимумы, ведется с помощью гониометра (рис. 6). Гониометр служит для точного измерения углов. Он состоит из штатива 8, на котором около общей вертикальной оси расположены неподвижный лимб 7 (разделенный на градусы круг) и вращающаяся зрительная труба.

На том же штативе укреплена неподвижно другая коллиматорная труба 1-2-3, служащая для создания параллельного пучка лучей. Ширина выходной щели 3 коллиматора регулируется с помощью винта. Зрительная труба снабжена окуляром 6, вблизи фокальной плоскости которого нанесена вертикальная визирная линия. Зрительная труба жестко соединена с двумя диаметрально расположенными угловыми нониусами, которые скользят вдоль градусных делений кругового лимба. Отсчеты углов могут производиться по обоим нониусам (9), для облегчения отсчета имеются лупы, увеличивающие деления нониуса. Между коллиматором и зрительной трубой помещена дифракционная решетка 4. Щель коллиматора 1 освещается источником монохроматического света. Цена делений по шкале лимба соответствует , а по нониусу .

свет 1 2 3 4 5 2 6

лазера

Рис. 6. Внешний вид гониометра

1 – щель коллиматора; 2 – коллиматор; 3 - объектив коллиматора; 4 - дифракционная решетка; 5 - объектив зрительной трубы; 6 - окуляр зрительной трубы; 7 - неподвижный лимб; 8 - штатив; 9 - окуляр отсчета по нониусу

Пример (см. рис. 7)

Совпадение делений нониуса

со шкалой лимба

10 5 0

нониус

шкала лимба

265 260

Рис. 7. Схема отсчета по окуляру. Отсчет угла по окуляру соответствует 260⁰26^/

Порядок выполнения работы

Установить источник монохроматического света вблизи щели коллиматора. Наблюдая в окуляр гониометра дифракционную картину, добиться максимальной ее яркости, ориентируя источник света.
Вращая зрительную трубу установить визирную линию на середину нулевого максимума (k=0). По лимбу через лупу делают точный отсчет начального угла , пользуясь угловым нониусом.
Вращая зрительную трубу, совмещают визирную линию с серединой максимума 1-го порядка (k=1). Так как максимумы дифракционной картины симметричны относительно максимума дифракционной нулевого порядка, то совмещение визирной линии производится дважды: вправо и влево. Производят точные отсчеты углов по лимбу и , пользуясь угловым нониусом.
Аналогичным образом измеряют углы и ; и для максимумов 2-го и 3-го порядков (k= 2, 3 …). Результаты измерений заносят в таблицу.