vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Рассмотрим случай симметричного хода луча через призму (рис. 2, б). При этом α1 = |
α2 = α, |
|||||||
и β1 = β2 = β, а угол |
отклонения |
δ принимает наименьшее |
значение и называется |
углом |
||||
|
|
|
В |
|
В |
|
|
|
|
|
|
γ |
|
γ |
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
δ |
|
|
α1 |
|
|
δ |
D |
α - β |
E |
|
|
β2 |
β1 |
α2 |
α |
β |
β |
α |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
А |
|
|
С |
А |
|
|
С |
|
|
|
а) |
Рис. 2 |
б) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наименьшего отклонения.
Свяжем угол наименьшего отклонения δ с преломляющим углом призмы и показателем
преломления. По закону преломления, |
|
sin α/ sin β = n |
(1) |
Из треугольника DBE: γ + 2(90о - β) = 180о, откуда |
|
β = γ/2. |
(2) |
Угол δ – внешний для треугольника DKE, следовательно, δ = 2(α - β), или, с учётом |
|
равенства (2), |
|
α = (γ + δ)/ 2. |
(3) |
Подставив (2) и (3) в (1), получим рабочую формулу для расчета показателя преломления:
|
|
|
|
|
n = (sin (γ + δ)/ 2)/(sin (γ/2)). |
|||
Таким образом измерив преломляющий угол призмы |
В |
|||||||
γ и угол наименьшего отклонения δ, можно определить |
||||||||
|
||||||||
показатель преломления стекла, из которого изготовлена |
γ |
|||||||
призма. |
|
|
|
|
|
|
||
Поскольку показатель преломления зависит от длины |
|
|||||||
волны, лучи, соответствующие волнам разной длины, будут |
|
|||||||
преломляться в призме под разными углами (рис. 3). Поэтому |
α |
|||||||
наблюдаемое изображение входной щели прибора в разных |
β(λ) |
|||||||
длинах волн видно под разными углами как набор |
А |
|||||||
вертикальных |
|
отрезков |
разного |
цвета. |
Это |
т.н. |
||
дисперсионный спектр. |
|
|
|
|
Рис. 3 |
|||
|
В |
работе |
требуется |
измерить |
показатель |
|||
|
||||||||
преломления стекла для нескольких длин волн и построить график зависимости показателя преломления от длины волны (кривую дисперсии).
(4)
δ(λ)
α2(λ)
С
ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ.
Преломляющий угол призмы и угол наименьшего отклонения измеряются на установке, включающей источник света – ртутную лампу 1 и гониометр (рис. 4). Излучение лампы проходит через входное отверстие в виде вертикальной щели 2 (ширину щели можно регулировать винтом 3). Коллиматор 4 (собирающая линза, установленная на расстоянии, равном фокусному, от входной щели) формирует из расходящегося пучка света параллельный, который падает на призму 5. Призма установлена на столике гониометра*). Излучение после прохождения призмы попадает в зрительную трубу 6, имеющую визир. В окуляр 7 наблюдают спектральную линию и совмещают её с визиром, для чего перемещают подвижную часть столика вместе с укреплённой на ней зрительной трубой. Точное совмещение спектральной линии и визира осуществляется винтом 8. Фокусировка зрительной трубы осуществляется с помощью маховичка 9.
*) Гониометр – прибор для измерения углов (от гречиских gōnia – угол, metreō - измеряю).
28
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
7 |
9 |
|
6 |
5 |
4 |
|
3 |
2 |
1 |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
11 |
8 |
12 |
Рис. 4
Углы поворота зрительной трубы отсчитываются с точностью до одной угловой секунды отсчетным микроскопом 10.
Главной частью отсчетного устройства является лимб – круговая стеклянная шкала, со зрительной трубой. Лимб разделен на 360 больших делений, каждое из которых поделено на три части. Таким образом каждое большое деление соответствует одному градусу, а каждая часть 20 минутам. Оптическая схема отчетного устройства позволяет одновременно наблюдать два диаметрально противоположных участка лимба (одно изображение прямое; другое – обратное), что позволяет устранить погрешность вызванную эксцентриситетом лимба. В схему введены оптические клинья, связанные с маховиком 11 (см. рис. 4) и шкалой, видимой справа в поле зрения отсчетного устройства. Вращением маховика 11, вдвигая и выдвигая клинья, можно совместить или развести изображения диаметрально противоположных участков лимба.
Чтобы снять отсчет по лимбу, нужно включить освещение шкалы микроскопа с помощью переключателя, находящегося на основании ганиометра. Повернуть маховик 11 настолько, чтобы верхние и нижние двойные изображения штрихов в левом окне совместились (рис. 5).
СНЯТИЕ ОТСЧЕТА ПО ЛИМБУ
Число градусов будет равно ближайшей левой от вертикального индекса цифре.
Число десятков минут равно числу интервалов, заключенных между верхним штрихом, который соответствует отсчитанному числу градусов, и нижним оцифрованным штрихом, отличающимся от верхнего
на 180 .
Число единиц минут отсчитывается по шкале микрометра в правом окне по левому ряду чисел
Число секунд
отсчитывается по правому ряду чисел в том же окне, напротив неподвижного горизонтального индекса.
Число градусов
Число десятков минут
Число единиц минут 
Число секунд
237 |
238 |
5 |
|
237 |
238 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
59 |
6 |
0 |
59 |
|
60 |
6 |
0 |
|
60 |
|
|
|
|
Рис. 5
29