Упражнение II

Определение показателя преломления,
дисперсии и разрешающей способности
стеклянной призмы

1. Поместить ртутную лампу перед щелью коллиматора, зажечь её и повернуть столик так, чтобы биссектриса преломляющего угла призмы образовала с осью коллиматора острый угол, близкий к прямому. Пусть при этом основание призмы лежит вправо от наблюдателя.

2. Закрепив столик, вращать трубу вправо (к основанию призмы) до тех пор, пока зелёная линия ртути (l=5450 А) не появится в поле зрения трубы. Установив на неё крест, закрепить трубу, затем, освободив столик, поворачивать его вместе с призмой в ту или другую сторону и наблюдать, куда движется линия, то есть увеличивается или уменьшается отклонение. Столик с призмой следует вращать так, чтобы спектральная линия приближалась к направлению не отклоненного светового пучка. После поворота столика на некоторый угол линия остановится, а затем начнёт вращаться назад; в этом положении призма установлена на угол наименьшего отклонения для зелёной линии ртути. Закрепить столик с призмой и, вращая трубу, совместить кресты с наблюдаемой линией.

3. Закрепив трубу, произвести отсчёт, затем снять призму со столика и повернуть трубу так, чтобы непосредственно видеть щель коллиматора, и вновь с помощью окуляра произвести отсчёт. Разность этих двух отсчётов и будет определять угол наименьшего отклонения для данной спектральной линии. Если высота призмы позволяет делать отсчёты не отклоненного светового пучка, не снимая призмы, то призму со столика можно не удалять.

4. Вновь установить призму на столик, повернуть столик с призмой в симметричное положение – основанием призмы влево, и повторить измерения.

Используя два полученных значения угла наименьшего отклонения, вычислить среднее значение e_min.

5. По формуле (15.8) определить значение показателя преломления стекла для света данной длины волны. Затем измерить углы наименьшего отклонения для фиолетовой, красной и жёлтой линий спектра ртути и вычислить соответствующие значения показателей преломления n.

6. Используя таблицу I градуировки шкалы барабана монохроматора по длинам волн линий спектра ртути, построить график зависимости . Из графика определить дисперсию материала, из которого сделана призма, для света различных длин волн. Зная D, вычислить разрешающую способность призмы , где l – длина основания призмы, параллельно которому идёт свет.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Ход световых лучей через призму. Угол наименьшего отклонения и его связь с показателем преломления и преломляющим углом призмы.

2. Дисперсия и разрешающая способность призмы.