Далее: 3.  Порядок выполнения работы Вверх: Методические указания Назад: 1.  Краткая теория

2.  Описание установки

Рис. 2.1 

Схема лабораторной установки приведена на рис. 2.1. В качестве источника света используется осветитель от микроскопа ОИ-9М. Свет от источника направляется на входную щель монохроматора УМ-2 и, пройдя через диспергирующую призму внутри монохроматора, которую можно поворачивать при помощи барабана, разлагается в спектр. Выходная щель монохроматора вырезает небольшой участок спектра, который через матовое стекло попадает на фотоэлемент СЦВ-4. Напряжение на фотоэлемент подается от выпрямителя СИМ-1 и регулируется реостатом, полярность подводимого напряжения изменяется с помощью ключа, фототок измеряется микроамперметром Ф195, а напряжение милливольтметром М2020.

Чтобы можно было определить длину волны по углу поворота барабана монохроматора, его предварительно калибруют по известному спектру в котором известны длины волн спектральных линий, например по спектру ртути (подробнее об устройстве монохроматора и о том, как проводится его калибровка см. в лабораторной работе 5).

Можно подобрать эмпирическую формулу достаточно хорошо согласующуюся с калибровочным графиком:

$$\nu=A_o+A_1\varphi+A_2\varphi^2+A_3\varphi^3+\ldots$$

$\begin{array}[b]{rrcl} \rm где& \nu & \mbox{-} & \mbox{частота излучения,} ... ...phi & \mbox{-} & \mbox{поворот барабана монохроматора в градусах.} \end{array}$

На практике вполне достаточно оказывается ограничиться квадратичным приближением:

$$\nu=A\varphi^2+B\varphi+C .$$

Коэффициенты $A, B, C$ определяются исходя из экспериментальных данных по методу наименьших квадратов. Для монохроматора, используемого в данной работе калибровка была произведена. Длина волны излучения проходящего через выходную щель монохроматора связана с углом поворота по формуле:

$$\lambda ={1\over A\varphi^2 + B\varphi + C} \text{(нм)} ,$$ (5)

$\begin{array}{rl} \rm где & A = -8,85 \cdot 10^{-11} ,\\ & B = -2,17 \cdot 10^{-7} ,\\ & C = 2,50 \cdot 10^{-3} . \end{array}$

Ширина спектрального интервала, который вырезает щель, а также удвоенная среднеквадратичная погрешность в определении частоты света зависит от ширины щели и задается отношением:

$$\Delta \nu =H c F (2 A \varphi + B) (Гц) ,$$ (6)

$\begin{array}{rrcl} \rm где & F & = & 75 \mbox{град/мм,}\\ & c & \mbox{-} ... ...\mbox{м/с,}\\ & H & \mbox{-} & \mbox{ширина выходной щели в мм.} \end{array}$

Далее: 3.  Порядок выполнения работы Вверх: Методические указания Назад: 1.  Краткая теория