Порядок выполнения работы.

1. Познакомиться по описанию с прибором ИСП-30

2. Для оптимизации условий съемки необходимо правильно осветить щель спектрографа.

При съемке спектра ртути ртутную лампу необходимо установить непо­средственно перед щелью спектрографа.

Для получения спектра водорода используется дополнительно конден­саторная линза. Установка источника и конденсорной линзы выполняется следующим образом. Сначала штатив с водородной трубкой придвигают ближе к щели и устанавливают светящееся пятно точно против центра ще­ли (перекрестие линий на крышке щели). Затем штатив передвигают на конец рельса и уточняют положение пятна с помощью конденсорной лин­зы, перемещаемой по рельсу так, чтобы на крышке щели получалось то уменьшенное, то увеличенное изображение. После поправки сначала в по­ложение конденсора при уменьшением изображении светящегося пятна, затем в положение трубки при увеличенном его изображении, добиваются симметричного относительно центра щели положения источника. Если смотреть со стороны камерного объектива (конденсор предварительно уб­рать с рельса) при широко открытой щели, то изображение правильно ус­тановленного источника света будет казаться расположенным в центре призмы (несколько правее).

Конденсорная линза устанавливается на рельсе так, чтобы коллиматор был заполнен светом (при этом достигается максимальное значение раз­решающей силы R). Это можно проверить следующим способом: раскрыть щель и посмотреть на призму - при заполнении действующего отверстия вся его площадь (видимая поверхность призмы) должна быть равномерно освещена; если коллиматор не заполнен, то будет освещена лишь её сред­няя часть.

3. Нулевое положение щели может не соответствовать нулевому деле­нию на барабане. Проверяется это так: заведомо закрыв щель, медленно вращают ее барабан, открывая щель. Тот момент, когда спектральные ли­нии (изображения щели) начинают появляться при наблюдении их в лупу со стороны камеры, соответствует нулевому положению щели.

Одновременно с этим проверяется и её чистота. Загрязнения проявляют себя в виде четких темных горизонтальных полос, пересекающих весь спектр.

После проверки нулевого положения по барабану устанавливается не­обходимая ширина щели. Для съемки спектров следует выбирать опти­мальную ширину щели, т.е. в 1,5-2 раза больше S_норм; S_норм = , где f, - фокусное расстояние объектива коллиматора, d - действующее отверстие прибора. При S = S_норм через отверстие d проходит основная доля (80%) светово­го потока. При этом разрешающая способность уменьшается незначительно по сравнениюс увеличением ширины входной щели разрешающая способность уменьшается.

4. Спектрограмму хорошего качества можно получить лишь при пра­вильном выборе экспозиции при фотографировании спектров.

Её оптимальная величина подбирается опытным путем - съемкой на пластинку ряда спектров с выдержками, отличающимися одна от другой в 2-3 раза. Оптимальной считается экспозиция, при которой группы линий, выбранные для работы, имеют достаточные для измерений почернения. Примерное время экспозиций для данного типа фотопластинок указывает­ся преподавателем или лаборантом.

Чтобы избежать наложения спектров друг на друга при перемещении кассеты от одного снимка к другому, необходимо учесть высоту отверстия диафрагмы перед щелью и увеличение спектрографа f₁ /f₂.

5. Снять на фотопластинку, помещенную в правую половину кассеты, спектр излучения ртутной лампы, используемый в данной работе для по­строения градуировочной кривой спектрографа.

Передвинуть кассету на нужное число делений и снять спектр излуче­ния водородной трубки.

Для облегчения расшифровки спектров и измерения расстояний между линиями на компараторе рекомендуется снять на одно и то же место фото­пластинки спектры ртути и водорода.

Ртутная лампа и водородная трубка включается в сеть через специаль­ные пусковые устройства.

При включении ртутной лампы необходимо повернуть выключатель «вык. СВДШ» на панели пускового устройства в положение «вкл» и на­жать кнопку «зажиг».

6. Обработать фотопластинку (о времени проявления и фиксирования получить справку у лаборанта).

Поставить метки против ярких линий ртути, длины волн которых при­ведены в приложении. Измерить на компараторе ИЗА-2 расстояния от ли­нии ртути до всех линий, отмеченных в спектре ртути, а также до линий в спектре водорода.

Построить градуировочную кривую зависимости от расстояния между линиямиd. По полученной кривой определить длины волн линий серии Бальмера.

Рассчитать постоянную Ридберга в обратных сантиметрах и электрон-вольтах.

Определить разность энергий электронных состояний, соответствую­щих появлению в спектре водорода линий

Приложения: