1. Исследование оптических спектров атома с помощью высокочастотных безэлектродных ламп всб-2

Цель работы:

1. Научиться пользоваться приборами - монохроматором МДР-2, ртутной лампой ДРШ-250, прибором питания без электродных ламп ППБЛ–3, блоком приемника излучения (БПИ);

2. Освоить градуировку монохроматора по известному спектру ртутной

лампы

3. Исследовать линейчатые спектры излучения атомов;

4. Закрепить теоретические знания.

2. Теоретическая часть

Спектральными приборами называются оптические приборы, предназначенные для разложения электромагнитного излучения оптического диапазона в спектр по длинам волн и для изучения этих спектров.

Приёмником излучения называется прибор, в котором под действием излучения возникает какой-либо сигнал, или «отклик». Иными словами, энергия электромагнитного излучения преобразуется в нем в другие виды энергии, которые непосредственно и измеряются. В настоящее время наибольшее распространение получили следующие методы: фотографический (приемником служит фотоэмульсия), фотоэлектрический (приемниками служат фотоэлементы, фотоумножители и тепловые приёмники). В зависимости от типа применяемого приёмника спектральные приборы условно разделяют на спектроскопы с визуальной регистрацией спектра. Спектрографы с фотографической регистрацией и спектрометры (спектрофотометры) с фотоэлектрической регистрацией.

Спектром излучения называют зависимость спектральной плотности энергии излучения от длины волны.

Каждый спектральный прибор характеризуется следующими основными параметрами: линейной дисперсией (угловой дисперсией), разрешающей способностью, областью 3исперсии светосилой.

Линейная дисперсия определяется как отношение d /dl, где dl– расстояние в спектре между излучениями с весьма близкими длинами волн  и + d. Угловая дисперсия определяется как отношение d/d, где d – угол между параллельными пучками с длинами волн 1 и , различающиеся на d=2 -1.

Областью дисперсии называют ту область длин волн в спектре, где имеется однозначная связь между длиной волны спектральной линии и её положением в спектре.

Светосила спектрального прибора ρ характеризует фотометрические свойства прибора – она равна коэффициенту пропорциональности между яркостью источника В и непосредственно измеряемой энергетической величиной Ф, т.е. Ф = ρ В.

Спектральный прибор состоит из трех основных частей: входного коллиматора (входной щели и объектива), диспергирующей системы (призма или дифракционная решётка), выходного коллиматора (выходной щели и объектива). При освещении входной щели от исследуемого источника из объектива коллиматора выходят параллельные пучки света от каждой точки щели. Эти пучки спектрально неразложенного света направляются в диспергирующую систему. Диспергирующая система преобразует падающий на неё параллельный пучок спектрально неразложенного излучения в совокупность параллельных пучков монохроматических излучений, отклоненных на различные углы  в зависимости от длины волны.

В результате действия диспергирующей системы из неё выходит набор параллельных пучков, число которых определяется набором длин волн, входящих в состав исследуемого излучения. Совокупность монохроматических параллельных пучков, выходящих из диспергирующей системы, попадает далее в выходной объектив, который фокусирует отдельные параллельные пучки и образует в его фокальной плоскости совокупность «изображений» входной щели S1 в свете различных длин волн. Число «изображений» определяется числом монохроматических составляющих в спектре источника, а их интенсивность – спектральной яркостью излучения в каждой длине волны. В призменных спектральных приборах пространственное разложение в спектр осуществляется в результате дисперсии материала призмы, т.е. за счёт зависимости показателя преломления материала призмы от длины волны, n = n() . Поскольку углы отклонения  параллельного пучка призмой зависит от показателя преломления, а n в свою очередь зависит от , то пучки разных длин волн отклоняются призмой на различные углы, т.е.  =  ().