Измерение улов наименьшего отклонения лучей (отсчеты S2).

4.3.1. Поставить призму на столик так, чтобы вершина прямого угла призмы была обращена к коллиматору, а противоположная грань этого угла была перпендикулярна направлению S₁.

4.3.2. Отпустить винт 23. Глядя в окуляр зрительной трубы и поворачивая ее, найти направление, в котором виден спектр ртутной лампы в виде узких цветных линий. Поместить середину спектра (это примерно между зеленой и желтыми линиями) на перекрестие зрительной трубы и зажать винт 23. Затем, поворачивая рукой верхнюю часть предметного столика с призмой (винт 31 отжат), добиться, чтобы спектр занял положение самое близкое к направлению S₁ (рис.7). (Если спектр наблюдается слева от направления S₁ (как на Рис.7), то надо найти его крайнее правое положение, если спектр наблюдается справа по отношению к S₁, найти его крайнее левое положение). В этом случае угол отклонения луча призмой будет наименьшим.

До окончания измерений углов S₂ столик с призмой сдвигать нельзя.

4.3.3. Далее снимите значения углов S₂ для тех спектральных линий ртути, которые приведены в табл. 1 и длины волн которых подчеркнуты в Приложении 1. Для этого, поворачивая зрительную трубу, совместите вручную (грубо) изображение измеряемой линии спектра с перекрестием окуляра, застопорьте зрительную трубу винтом 23 и затем микровинтом 15 проведите точную доводку. Снимите отсчет угла S₂ для выбранной линии.

 

Результаты измерений углов всех линий внесите в табл. 1.

(Ввиду малой интенсивности света ртутной лампы синяя линия спектра выглядит фиолетовой).

Таблица 1

линия	λ,нм	S2	S1	А1	А2	φ
синяя
голубая
зеленая
желтая 1
желтая 2
желто-ор.
красная

 

Определение преломляющего угла призмы (отсчеты А1 и А2).

4.4.1. Зажать винт 31 верхней части столика для того, чтобы он оказался сцепленным с его нижней частью. Отпустить винт 29 нижней части предметного столика, чтобы его можно было поворачивать.

4.4.2. Зрительную трубу поставить в любое удобное для измерения положение, но так, чтобы в окуляр не попадало (не мешало) изображение щели коллиматора (направление S₁).

4.4.3. Проверить резкость автоколлимационного креста (6 на рис. 8), приложив к оправе объектива зрительной трубы плоско-параллельную стеклянную пластину. При необходимости, можно подфокусировать изображение автоколлимационного креста маховичком 13 зрительной трубы.

4.4.4. Визуально определить, какой из трех углов призмы был в данном случае преломляющим (см. рис. 7).

4.4.5. Повернуть столик с призмой таким образом, чтобы одна из граней преломляющего угла оказалась перпендикулярной оси зрительной трубы (рис 9). Медленно поворачивая столик найти отраженный от грани автоколлимационный крест (рис.10).

Совместить (сначала грубо) вертикаль отраженного светлого креста с вертикалью визирного перекрестия зрительной трубы, а затем микровинтом 15 подстроиться точнее (рис. 10). Снять отсчет А₁ от данной грани.

(Отраженный крест может оказаться выше или ниже горизонтали перекрестия, это зависит от наклона площадки столика и в данном случае не мешает точности измерений углов в горизонтальной плоскости).

4.4.6. Затем, развернув столик с призмой, измерить нормаль А₂ ко второй грани преломляющего угла призмы (см. рис. 9).

4.4.7. Полученные результаты измерений вводятся в компьютер, который выполняет следующие действия:

 

· Рассчитывается преломляющий угол призмы - по формуле (18). · Рассчитывается показатель преломления материала призмы для каждой спектральной линии по формуле (17). · Оценивается максимальная погрешность, допущенная при измерении показателя преломления по формуле , где Δn - абсолютная погрешность определения показателя преломления,  Δφ - абсолютная погрешность измерения углов, выраженная в  радианах.   Для гониометра Г-5 Δφ = 5'' = 0.24·10-4 рад. · Строится график зависимости полученных показателей преломления призмы n от длины световой волны λ. Длины волн спектральных линий ртути приведены в приложении 1. · Определяются по графику значения ne, nf и nc по их длинам волн и вычисляется средняя дисперсия δn по формуле (19), · Результаты вычислений выводятся на экран монитора.

Оформление результатов работы.

 

5.4.1. Результаты вычислений компьютера внесите в таблицы 2 и 3, а также нарисуйте или скопируйте график n = f (λ).

Таблица 2

РЕЗУЛЬТАТЫ ВЫЧИСЛЕНИЙ
λ,нм	n	Δ n		ne	nf	nc	δn	Тип и марка стекла

 

5.4.2. Данные для построения графика.

Таблица 3

λ,нм	n	λ,нм	n
400		550
425		575
450		600
475		625
500		650
525		675

 

5.4.3. По данным таблицы компьютер строит график зависимости показателя преломления материала призмы от длины световой волны n = f (λ).
На графике отмечены положения нормированных ГОСТом длин волн λ_e, λ_f, λ_c и соответствующие им значения показателей преломления n_e, n_f и n_c.

5.4.4. Для идентификации типа и марки стекла используются найденные параметры n_e и δ_n = n_f─n_c (смотри пункт 5.5). Сопоставьте их со значениями этих параметров в таблице Приложения 2. Найдите табличные значения n_e и δ _n, которые максимально близко соответствуют полученным значениям и при этом находятся в одной строке. По этой строке определите тип и марку стекла, из которого изготовлена призма и внесите их в таблицу 3.