 |
1. Теоретические сведения. . 2. Задание для самостоятельной работы.
|
|
|
|
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.
Любой спектральный прибор состоит из трех основных частей:
1. Диспергирующая система.
2. Коллиматор.
3. Камера.
По типу диспергирующих систем все спектральные приборы разделяются на три тип:
1. Призменные.
2. Дифракционные.
3. Интерференционные
Призменные спектрографы были исторически первыми спектральными приборами. Для разложения света в спектр в них используется различие показателя преломления прозрачных оптических сред, из которых делаются призмы. Пусть на первую грань призмы падает луч под углом 
Углы падения и преломления на гранях 
, 
, 
, 
, угол между лучом, падающим и преломленным- V –называется углом отклонения призмы. На рисунке видно, что:
| F |
| C |
| D |
| A |
| E |
| B |
| i |
| i/ |
| r/ |
|
Рис. 1
V=( 
- )+( - )=( + )-( + ) (1).
Но + =A (2).
Где А- преломляющий угол призмы. Подставляя, (2) в (1) имеем:
V= + -A (3).
На основании законов преломления:
Где n – относительный показатель преломления. С использованием (4) имеем:
V=arc 
arc 
(5).
Дифференцируя (5), учитывая (4) и полагая
, находим минимум V.
(6).
Для минимума отклонения
То есть луч внутри призмы идет параллельно основанию.
Угловая дисперсия:
С использованием (6) и (9) имеем:
Выражение для 
, зависит от вещества призмы. Для стекла
Отсюда 
И окончательно 
Спектрограф регулируется так, что в минимуме отклонения находится длинна волны средней части спектра.
|
|
|
Для увеличения дисперсии применяется несколько призм, дисперсия которых суммируется. Примером однопризменного спектрографа является ИСП – 26, трехпризменнного – ИСП – 31 (рис 2. 3. ).
Соотношения (1) + (12) справедливы лишь для главного сечения призмы (плоскости, перпендикулярной ребру призмы ). Для лучей, наклоненных к плоскости главного свечения, угол отклонения больше, чем для лучей, идущих в главном сечении, поэтому линии в спектре, полученным с помощью призменного спектрографа, искривлен. Форма линий – парабола, обращенные вершинами в сторону длинноволновой части спектра. Согласно (12). Дисперсия различна для разных длин волн (зависимость между положением линий в спектре и длинной волны называется дисперсионной кривой). Разрешающая способность определяется высотой дисперсионных призм (поперечным сечением пучка лучей, выходящего из призмы ).
| Рис. 4 |
1 – входная щель, 2 – объектив коллиматора, 3 – два маховика, 4 – шкала с нониусом, 5, 6, 7 – система из трёх призм, 8 – барабан для вращения системы из трёх призм, 9, 10- две шкалы фиксирующие положение призменной системы, 11-объектив камеры, 12- маховики перемещающие объектив камеры вдоль оси, 13- шкала с нониусом, 15- шкала для фиксации поворота кассетной части.
1
2 3
4 
5
Рис. 3.
1 – входящая щель, 2 – внеосевое параболическое зеркало коллиматора, 3 – кварцевая призма из левовращающей и правовращающей 
призм (призма Корню), 4 – двухменисковый кварцевый объектив камеры, 5 – фокальная поверхность (фотопластинка).
|
|
|
2. ЗАДАНИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.
1. Перечислите и дайте характеристики типам спектральных приборов.
2. Изобразите оптическую схему и ход лучей в спектрографе ИСП-28 и дайте объяснение действию всех оптических элементов.
3. Изобразите оптическую схему и ход лучей в спектрографе ИСП-51-89 и дайте объяснение действие всех оптических элементов.
4. Вычислите линейную дисперсию спектрографов.
5. Направив зеркалом лучи светлого участка неба на входную щель, рассмотрите через лупу спектр рассеянного солнечного света, отметьте основные Фраунгоферовы линии, убедитесь в кривизне линии.
|
|
|
