Оптика школьного двухтрубного спектроскопа

1. Коллиматор со щелевым устройством — простейшего типа. Объектив коллиматора однолинзовый.

Характеристика объектива:

Фокусное расстояние................................ 104,35 мм

Относительное отверстие........................ 1:6,5

2. Призма 60-градусная, равносторонняя. Сорт стекла призмы — тяжелый флинт, обладающий значительной дисперсией.

Призма спектроскопа обычно устанавливается под углом наименьшего отклонения, т. е. в том её положении, когда ход лучей, лежащих в плоскости, перпендикулярной к преломляющему ребру (плоскость главного сечения) призмы, симметричен; внутри примзы преломленный луч идет параллельно основанию призмы (рис. 3).

Угол между входящим в призму и выходящим из нее лучом для желтого цвета равен 127°4'.

Угол наименьшего отклонения призмы равен 52°56^/.

3. Зрительная трубка включает в себя очень простую оптику: однолинзовый объектив и однолинзовый окуляр.

Характеристика зрительной трубки:

Фокусное расстояние объектива……………104,35 мм

Относительное отверстие…………………...1:6,5

Фокусное расстояние окуляра………………31,35 мм

Увеличение зрительной трубки…………….3,3х

Поле зрения трубки………………………….7°

Понятие о разрешающей способности прибора.

Теоретическая разрешающая способность спектроскопа равна 1000 (в случае бесконечной узкой щели). Мерой разрешающей способности спектроскопа принято считать отношение средней длины волны двух едва разрешаемых прибором спектральных линий к разности длин их волн.

Практически разрешающая способность несколько занижена в основном по двум причинам:

1) Несовершенство оптической системы — сферическая аберрация объективов и астигматизм, вносимый призмой и объективами.

Рис.4

Поле зрения зрительной трубки

2) Наличие конечных размеров щели.

Словесное истолкование понятия разрешающей способности заключается в следующем: призма спектроскопа может разделить две спектральные линии, длины волн которых отличаются только на одну тысячную своей величины.

Пример:

Длины волн двух спектральных линий элемента натрия 5890 Å и 5896 Å.

При разрешающей способности 1000:

Разность же длин волн: 5896—5890 = 6 Å.

Значит, прибор почти разрешает (теоретически) линии натрия, т. е. они должны быть видимы раздельно.