УСТРОЙСТВО СПЕКТРОСКОПА

Спектроскоп имеет следующие основные части (рис 1):

1. Коллиматор К, представляющий собой трубку с объективом О₁ на одном конце и со щелью Щ на другом. Щель коллиматора освещается лампой накаливания. Т.к. щель находится в фокусе объектива О₁, то лучи света, выйдя из коллиматора, падают на призму П параллельным пучком.

2. П – призма, в которой происходит преломление и разложение пучка лучей по их длине волны.

3. Зрительная труба Т состоит из объектива О₂ и окуляра 0_к. Объектив О₂ служит для того, чтобы фокусировать вышедшие из призмы П параллельные цветные лучи в своей фокальной плоскости. Окуляр О_к представляет собой лупу, через которую рассматривается изображение, даваемое объективом О₂.

Рис. 1. Устройство спектроскопа и образование спектра.

Образование спектра в спектроскопе происходит следующим образом. Каждая точка щели спектроскопа, освещенная источником света, посылает в объектив коллиматора лучи, выходящие из него параллельным пучком. Выйдя из объектива, параллельный пучок падает на переднюю грань призмы П. После преломления на ее передней грани пучок разделяется на ряд параллельных монохроматических пучков, идущих по разным направлениям в соответствии с различным преломлением лучей разных длин волн. На рисунке 1 изображены всего два таких пучка - например, красного и фиолетового цвета определенных длин волн. После преломления на задней грани призмы П лучи выходят в воздух по-прежнему в виде пучков параллельных лучей, составляющих друг с другом некоторый угол.

Преломившись в объективе О₂, параллельные пучки лучей различных длин волн соберутся каждый в своей точке задней фокальной плоскости объектива. В этой плоскости получится спектр: ряд цветных изображений входной щели, число которых равно количеству различных монохроматических излучений, имеющихся в свете.

Окуляр О_к располагается так, чтобы полученный спектр находился в его фокальной плоскости, которая должна совпадать с задней фокальной плоскостью объектива О₂. В этом случае глаз будет работать без напряжения, т.к. от каждого изображения спектральной линии в него будут входить параллельные пучки лучей.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Что понимают под дисперсией света?

2. Что такое спектр?

3. Какой спектр называется непрерывным или сплошным?

4. Излучения каких тел дают полосатые спектры?

5. Какие тела при излучении дают линейчатый спектр? Что он из себя представляет?

6. Объясните образование спектров в спектроскопе.

7. Правило Кирхгофа.

8. Что называется спектральным анализом?

9. Применение спектрального анализа.

10.Какие тела называются белыми, черными, прозрачными?

ПЛАН ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 19

Тема: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ САХАРА
В РАСТВОРЕ САХАРИМЕТРОМ»

МОТИВАЦИЯ ЦЕЛИ. В химии и медицине для определения концентрации оптически активных веществ в растворе применяют поляризационные приборы - поляриметры. Поэтому будущему врачу необходимо знать физические законы, положенные в основу работы прибора, его устройство и уметь им пользоваться для определения концентрации сахара в моче.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ. Сахариметр, растворы известной концентрации, раствор неизвестной концентрации, дистиллированная вода, пипетка.

ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ

1. Природа света.

2. Явление поляризации света.

3. Свет естественный и поляризованный. Закон Малюса.

4. Поляризация света при отражении и преломлении на границе двух диэлектриков.

5. Поляризация света при двойном лучепреломлении. Призма Николя.

6. Вращение плоскости колебаний поляризованного света. Поляриметрия.

7. Устройство поляриметра, принцип его действия и применение.

8. Измерение концентрации оптически активных веществ с помощью поляриметра.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Свет представляет собой электромагнитную волну, в которой векторы совершают колебания во взаимно перпендикулярных плоскостях синфазно. Причем естественный свет и свет, полученный от искусственных источников (кроме лазеров), имеет равновероятные плоскости колебаний векторов .

Электромагнитную волну, в которой векторы лежат в определенных плоскостях, называют плоскополяризованной. Плоскость, в которой лежит вектор , называют плоскостью поляризации. Кроме того, вектор называют световым вектором, т.к. электрическая составляющая вызывает фотохимические реакции и вызывает светоощущения.

Существуют различные способы получения поляризованного света.