Изучение работы спектрального прибора
Изучение принципов работы и определение основных характеристик спектрального прибора на примере спектрографа ИСП-51. Построение оптической схемы устройства. Расчет графика зависимости положения спектральной линии, на фокальной плоскости, от длины волны.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.12.2012 |
| Размер файла | 166,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Национальный исследовательский
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
на тему: «Изучение работы спектрального прибора»
Выполнила:
Сушко М.С.
Гр. 1в80
Проверил:
преподаватель кафедры ЛиСТ
Денисов И.П.
Томск - 2011
Целью данной работы является изучение принципов работы и определение основных характеристик спектрального прибора на примере спектрографа ИСП-51.
Описание установки
Лабораторная установка состоит из спектрографа ИСП-51 и сменных газоразрядных источников света с блоком пускорегулирующей аппаратуры (рис.9)
оптическая схема спектрограф плоскость волна
Рис.9 Схема установки: 1 - микровинт входной щели; 2 - входной коллиматора; 3 - рукоятка фокусирования объектива входного коллиматора; 4 - корпус; 5 - рукоятка поворота призм; 6 - рукоятка фокусирования объектива камеры; 7 - выходная камера; 8 - кассетный блок на поворотном барабане.
В спектрографе ИСП-51 применена трехпризменная система Ферстерлинга, состоящая из двух одинаковых равносторонних призм и расположенной между ними призмы Аббе. Призмы изготовлены из стекла ТФ-1, основание призм 70 мм, преломляющий угол 63. Синхронным поворотом всех призм можно выводить нужную область спектра на середину кассеты. При вращении рукоятки поворота призм (6 на рис.9), каждая призма на своем столике перемещается таким образом, что все они остаются под углом наименьшего отклонения для луча, идущего вдоль оптической оси.
Спектрограф ИСП-51 имеет несколько сменных коллиматоров и камер. В данной установке используется входной коллиматор УФ-61 с объективом F-800мм и камера с объективом F-270мм. Все объективы - ахроматические, поэтому фокальная поверхность достаточно плоская, а нормаль к ней наклонена к оптической оси на небольшой угол 5 10. Коллиматор и камера снабжены устройствами фокусировки (рукоятки 3 и 5 на рис.9). На коллиматоре установлена входная щель с ценой деления на барабане раздвигающего микровинта равной 0,01мм и раскрытием до 4 мм. Рабочая область ИСП-51 - 360 1000 нм.
В качестве источников света на установке применяются газоразрядные дуговые лампы высокого давления с разрядом в парах ртути, натрия и ртути с добавками различных металлов. Все лампы специальной вилкой подсоединяются к блоку ПРА, который включается в сеть 220 В. Лампы в защитных кожухах поочередно устанавливаются на рельс перед входной щелью спектрографа с помощью рейтеров.
Задание
1. Изучить и нарисовать оптическую схему прибора ИСП-51.
2. Построить градуировочный график зависимости положения спектральной линии на фокальной плоскости от длины волны = f (?) по линиям излучения ртутного разряда.
3. Рассчитать и построить график зависимости линейной дисперсии прибора от длины волны = f (?) .
4. Измерить длины волн спектральных линий заданного газоразрядного источника света.
5. Рассчитать увеличение прибора , нормальную ширину входной щели ан и теоретическую разрешающую способность Rт прибора ИСП-51 для длины волны i , указанной преподавателем.
6. Определить разрешающую способность прибора Rп при используемой ширине входной щели.
7. Установить при какой ширине входной щели становятся неразрешенными две, указанные преподавателем, линии в спектре газоразрядного источника. Рассчитать какова при этом спектральная ширина изображения входной щели на фокальной плоскости камеры.
Результаты:
Ртутная лампа
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
Цвет линии |
Жел.1 |
Жел. 2 |
Зеленый |
Синий |
Фиолетовый |
|
|
Положение линии мм |
13 |
12,5 |
14 |
24 |
37 |
|
|
Длина волны нм |
577 |
579 |
546,1 |
436,7 |
405 |
Градуировочный график зависимости положения спектральной линии на фокальной плоскости от длины волны = f (?) по линиям излучения ртутного разряда.
График зависимости линейной дисперсии прибора от длины волны = f (?) .
Метало - галогенная лампа №1
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
7 |
8 |
|
|
Цвет линии |
Фил1 |
Фил2 |
Син |
Гол |
Зел |
Жел1 |
Жел2 |
|
|
l, мм |
54 |
52 |
38 |
23 |
13 |
10 |
9,5 |
|
|
л, нм |
404,7 |
407,8 |
435,8 |
457,6 |
546,1 |
577 |
579 |
Метало - галогенная лампа №2
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Цвет линии |
Фил1 |
Фил2 |
Син |
Гол |
Зел1 |
Зел2 |
Жел |
|
|
l, мм |
55 |
52 |
40 |
22 |
15 |
13,5 |
11,5 |
|
|
л, нм |
404,7 |
407,8 |
435,8 |
457,6 |
545,1 |
546,1 |
577 |
Метало - галогенная лампа №3
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Цвет линии |
Фил1 |
Фил2 |
Син1 |
Син2 |
Гол1 |
Зел |
Жел |
|
|
l, мм |
55 |
51 |
39 |
34 |
22 |
13 |
9 |
|
|
л, нм |
404,7 |
407,8 |
435,8 |
457,6 |
457,6 |
546,1 |
577 |
Натриевая лампа
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
Цвет линии |
Фил1 |
Фил2 |
Син |
Гол |
Зел |
Жел |
Кр |
|
|
l, мм |
30-34 |
27-30 |
19-27 |
14-19 |
11-14 |
9 |
4-6 |
|
|
л, нм |
404,7 |
407,8 |
435,8 |
457,6- 545,1 |
546,1 |
577-579 |
623,2 |
Рассчитаем увеличение прибора , нормальную ширину входной щели ан и теоретическую разрешающую способность Rт прибора ИСП-51 для длины волны i .
f1 =800 мм
f2 = 270 мм
= = ; => =0,34
Нормальная ширина входной щели рассчитывается из формулы:
ан=
Теоретическая разрешающая способность для л= 579нм
Определим разрешающую способность прибора Rп при используемой ширине входной щели.
Определим спектральную ширину щели для л= 579нм:
а'=0,36
нм
Вывод
В ходе лабораторной работы был изучен оптический прибор - спектрограф. Использовались лампы: Ртутная эталонная, МГЛ1, МГЛ2, МГЛ3. Построен градуировочный график зависимости положения спектральной линии на фокальной плоскости от длины волны = f (l) по линиям излучения ртутного разряда. Рассчитан и построен график зависимости линейной дисперсии прибора от длины волны = f (l) Определены параметры: нормальная ширина щели ан=, теоретическая разрешающая способность прибора Rm= для л=579нм, разрешающая способность прибора Rn =1362,35 при ширине входной щели 0,25 мм.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Зависимость оптической плотности от концентрации вещества в растворе и толщины поглощающего слоя. Ознакомление с устройством и принципом работы спектрального прибора, его назначение; определение плотности и концентрации вещества на спектрофотометре.
лабораторная работа [34,1 K], добавлен 05.05.2011Проведение измерения длины световой волны с помощью бипризмы Френеля. Определение расстояний между мнимыми источниками света и расчет пути светового излучения от мнимых источников до фокальной плоскости микроскопа. Расчет ширины интерференционных полос.
лабораторная работа [273,5 K], добавлен 14.12.2013Исследование понятия дисперсии, зависимости показателя преломления света от частоты колебаний. Изучение особенностей теплового излучения, фотолюминесценции и катодолюминесценции. Анализ принципа действия призменного спектрального аппарата спектрографа.
презентация [734,5 K], добавлен 17.04.2012Модернизация лабораторного стенда по измерению механических характеристик полимеров, а именно относительного удлинения и предела прочности при разрыве. Обоснование выбора датчиков проектируемого прибора. Проектирование электрической схемы прибора.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 11.10.2013Определение погрешностей средства измерений, реализация прибора в программной среде National Instruments, Labview. Перечень основных метрологических характеристик средства измерений. Мультиметр Ц4360, его внешний вид. Реализация виртуального прибора.
курсовая работа [628,7 K], добавлен 09.04.2015Принцип работы Кирлиан-прибора. Устройство и принцип действия искрового генератора, катушки прерывателя, резонатора. Современные схемы Кирлиан–прибора и компоненты для их сборки. Влияние напряжения и частоты. Проблемы применения Кирлиан-прибора.
курсовая работа [630,7 K], добавлен 29.11.2010Изучение спектров пропускания резонансных нейтронов проб урана различного обогащения. Устройство и принцип работы времяпролетного спектрометра на основе ускорителя электронов. Контроль изотопного состава урана путем нейтронного спектрального анализа.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 16.07.2015Расчет длины волны из опыта Юнга и колец Ньютона. Интерференция света как результат наложения двух когерентных световых волн. Подробный расчет всех необходимых величин. Определение длины волны через угол наклона соответствующей прямой к оси абсцисс.
лабораторная работа [469,3 K], добавлен 11.06.2010Исследование установившегося режима работы фазы длинной линии электропередачи с четвертью длины волны, соединяющей электрическую систему с нагрузкой. Оценка активной и индуктивной нагрузки при 100% и 50% соответственно. Приборы и их характеристики.
лабораторная работа [203,1 K], добавлен 13.04.2016Теоретические зависимости для расчета сил, действующих на волокна в ремешковом вытяжном приборе кольцепрядильной машины, классификация зон вытяжного прибора этого типа. Силовой анализ вытяжного прибора с круглым гребнем. Распределение напряжений.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 13.12.2010
