Подготовка гониометра к работе и пример измерения

ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРА АТОМА ВОДОРОДА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ РИДБЕРГА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №4
ПО ФИЗИКЕ

(раздел «Атомная физика»)

Редактор Т.В. Колесникова

________________________________________________________

В печать 16.02.2012.

Объем 0,75 усл.п.л. Офсет. Формат 60x84/16.

Бумага тип №3. Заказ № Тираж 60 экз. Цена свободная

________________________________________________________

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. гагарина, 1.

Прежде, чем приступать к работе с гониометром, внимательно ознакомьтесь с назначением всех регулировок, используя рис. 3.

Внимание! Гониометр – прибор высокой точности. Малейшая неосторожность в обращении с прибором приводит к его разъюстировке или поломке. Все регулировки, обозначенные трогать запрещается. Запрещено прикасаться руками ко всем оптическим поверхностям /окуляры, призма, объективы/.

Снять крышки с объективов коллиматора и зрительной трубы и убедитесь, что зрительная труба и столик вращаются вокруг оси прибора самостоятельно /для этого достаточно легким усилием, не применяя силы, повращать руками столик, а затем алидаду со зрительной трубой/.

С помощью выключателя, расположенного с левой стороны гониометра, включить осветительную систему прибора.

Убедитесь, что лимб закреплен с осью. Для этого наблюдая в лупу 8 за школой лимба, одновременно легким усилием поворачивать столик, если шкала остается неподвижной, значит лимб закреплен с осью.

Внимание! Если шкала лимба видна нечетко, нужно чистой тряпочкой протереть поверхность лупы и, вращая оправу лупы, сфокусировать изображение шкалы.

Если условия, изложенные выше не выполняется, следует обратится к преподавателю /нужно проверить, чтобы винты 11 и 16 были освобождены, рычажок 13 был отпущен вверх и винт 14 закреплен/.

Вращением накатного кольца окуляра трубы 7 добиться четкого изображения визирного креста в поле зрения окуляра.

Установить зрительную трубу навстречу коллиматору и убедиться, что в этом положении отсчеты по шкале лимба не выходит за пределы интервала углов от 90⁰ до 270⁰.В противном случае нужно нажать на рукоятку 10 и, вращая ее, ввести требуемый участок лимба /это нужно для того, чтобы при дальнейшем измерении не переходить через нуль шкалы лимба, что вызвало бы усложнение при определении разности отсчетов/.

Включить вентилятор обдува ртутной лампы.

Включить ртутную лампу, если лампа сразу не загорелась, необходимо нажать несколько раз пусковую кнопку.

Внимание! Ртутную лампу включать без вентилятора запрещается.

Установленную на столике призму с помощью пластинки, к которой она приклеена, вывести из поля зрения зрительной трубы /прикасаться пальцами к поверхностям призмы нельзя/.

Убедится, что по шкале коллиматора /она находится с противоположной стороны винта 2 /нуль установлен против ∞/. Этим самым мы устанавливаем щель коллиматора в фокальной плоскости его объектива.

Убедится, что входящая щель достаточна освещена. Затем поворотом зрительной трубы ввести изображение щели коллиматора в середину поля зрения и тщательно сфокусировать изображение щели винтом 6. Оно должно быть достаточно узким и ярким.

Провести более тщательно совмещение вертикального штриха визирного креста с серединой изображения. После этого сделать отсчет по шкале лимба № /см. рис.4/. Операцию повторить не менее трех раз, каждый раз сбивая совмещение вертикального штриха с серединой изображения. Все данные занести в таблицу, составленную

самостоятельно.

Ввести исследуемую призму в пучок света, идущий от щели коллиматора.

Поворачивая от руки столик с призмой, глазом отыскать цветной спектр и в этом направлении ввести зрительную трубу.

С помощью фокусировочного винта 6 добиться, чтобы линии спектра в поле зрения были достаточно резкими.

Просмотреть в трубу весь спектр – от желтого дублета до яркой фиолетовой линии.

Проследить, чтобы середины линий расположились по горизонтали - горизонтальный штрих визирного креста при повороте трубы должен пересекать их по центам. Если это не так /спектр перекошен/, отрегулировать наклон столика винтами 4. После этого можно приступать к измерениям.

Наблюдая в неподвижную трубу, например, за желтым дублетом, поворачивать от руки в одном направлении столик с призмой. При этом линии будут перемещаться по полю зрения и в некоторый момент начнут двигаться в обратном направлении, несмотря на то, что вращение столика продолжается в прежнем направлении.

Если такой случай не наблюдается, хотя просмотрен в зрительную трубу весь спектр, нужно глазом, вращая рукой столик, отыскать интересуемый случай и в данное направление ввести зрительную трубу.

Момент изменения направления движения линии как раз и соответствует углу наименьшего отклонения для этой линии.

Не меняя положения столика, совместить вертикальный штрих визирного креста с серединой линии. Тщательно сфокусировав линию винтом 6 и поведя более точное совмещение вертикального штриха с серединой линии, сделать отсчеты по шкале лимба положении линии .

Измерения повторить не менее трех раз, каждый раз сбивая настройку, все занести в таблицу.

ỴI. Задания для самостоятельной работы.

1. Определить зависимость . Для этого, используя пример определения , произвести отсчеты положения щели и наиболее ярких линий - по шкале лимба гониометра /измерение провести не менее, чем для семи линий спектра/.Каждое измерение проводить не менее трех раз. Из разности отсчетов вычислить = - для каждой линии спектра.

По формуле /2/ вычислить соответствующие каждой длине волны показатели преломления .

Все данные занести в таблицу, составленную самостоятельно.

2. По полученным данным на миллиметровке построить график зависимости показателя преломления от длины волны .Обратить внимание при строении графика на выбор масштабов по осям координат.

3. Вычислить угловую дисперсию призмы по формуле /3/

в угл. вблизи зеленой лини . - есть дисперсия вещества, из которого сделана призма; величину необходимую для расчетов, найти из графика , выделив на графике прямолинейный отрезок кривой вблизи зеленой линии.

4. Вычислить разрешающую способность призмы вблизи зеленой линии нм по формуле /4/ ,где основание призмы . При вычислении и выразить их в метрах.

5. Продумайте возможные варианты расчета погрешностей.

Контрольные вопросы.

1. Физические причины дисперсии света.

2. Что характеризует угловая дисперсия спектрального прибора и его разрешающая способность?

3. От чего зависят угловая дисперсия и разрешающая способность призмы?

4. Как установить призму на минимум отклонения для данной длины волны?

5. Как производится отсчет по лимбу гониометра?

Литература.

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М., Курс физики, т.З,М.,1979,§§7.I,7.2.

2. Ландсберг Г.С., Оптика,М., 1976, §§155,156.

3. Иродов И.Е., Физический практикум, часть IỴ, Оптика, издание 3-е, М., 1975, стр. 20- 28.

4. Методические указания к лабораторным работам по механике и молекулярной физике, выпуск II, Брест,1981.

Дата добавления: 2015-06-04