Описание установки

В данной лабораторной работе Вы будете наблюдать видимую часть спектра атомов ртути. Для получения спектра используется монохроматор УМ-2. Оптическая схема прибора показана на рис. 6.2.

Основной частью монохроматора является призма 4, разлагающая свет в спектр. Свет на призму попадает от источника 1 через коллиматорную трубку, состоящую из щели 2 и конденсора (системы линз) 3, с помощью которых получают узкий пучок параллельных лучей. После преломления в призме лучи собираются линзой 5 в её фокальной плоскости, где получается изображение спектра.

На рис. 6.3 изображен общий вид прибора. Для регулировки ширины щели имеется винт 4. Рукоятка 5 с надписью «закрыто – открыто» управляет движением затвора. Весь спектр не попадает в поле зрения прибора. Поворачивая призму, можно наблюдать разные его части. Чтобы определить длину волны, спектральную линию устанавливают посередине указателя, имеющегося в окуляре 8. По Поворот призмы осуществляется барабаном 6, на котором нанесены деления – градусы, отсчёт которых делается по указателю 7.

Выполнение работы

Задание 1. Градуировка монохроматора

Для градуировки монохроматора нужно установить, наблюдая спектр с линиями известной длины волны, какому делению барабана N какая длина волны  соответствует. Для этого используется лампа дневного света (ртутная лампа), для спектральных линий которой длины волн указаны в табл. 6.1.

Прежде чем приступить к градуировке, внимательно рассмотрите спектр лампы. (Опишите в отчете и дайте объяснения его характерным особенностям). Помните, что в лампе светятся и пары ртути, возбуждённые электрическим газовым разрядом, и твёрдое вещество – люминофор, нанесённый на стенки лампы. Затем приступайте к градуировке прибора. Для этого последовательно устанавливайте в поле зрения окуляра представленные в табл. 6.1 спектральные линии, записывая соответствующие деления барабана N. Каждую линию следует устанавливать не менее 2 раз (стараясь, чтобы середина линии приходилась точно на острие указателя).

Таблица 6.1

Линии спектра ртути	, нм	Деления шкалы барабана
		N1	N2	<N>
Оранжевая Желтая левая Желтая правая Зеленая яркая Слабая голубая Сине-фиолетовая Фиолетовая	612,8 579,1 577,0 546,1 491,6 435,8 404,7

Замеры нужно проводить тщательно, устанавливая против указателя середину спектральной линии.

Анализ и обработка результатов измерений

1. По данным табл. 6.1 постройте график зависимости  = f (N). Градуировочный график  = f (N) строится по среднему значению <N> этих двух измерений. По оси ординат откладывают длины волн, а по оси абсцисс – деления барабана. Выбирая масштаб графика, помните, что миллиметровая бумага даёт возможность точно задать три значащие цифры. Эту возможность Вы должны использовать! Строя график, не заканчивайте кривую на последней точке, а плавно проводите её в область бóльших длин волн. Для этого, выбирая масштаб по оси ординат, проставьте запасные деления вплоть до 650–700 нм, и соответствующие им деления по оси абсцисс.

2. Зарисуйте спектр водорода, нанеся каждую линию на ось  с соблюдением масштаба, интенсивности и цвета линии излучения.