ЗАДАЧА 7. ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРОГРАФА.

Спектрограф - прибор, пространственно разделяющий лучи различных 'длин волн и позволяющий получить фотографическое изображение спектра.

В данной задаче изучается кварцевый спектрограф ИСП-22, предназначенный для ультрафиолетовой области спектра. Его оптическая схема приведена на рис. 1. Лучи, выходящие из источника света 1, проходят конденсорную линзу 2 и попадают в коллиматор, состоящий из щели 3 и зеркального объектива 4. Объектив 4 является сферическим зеркалом с наружным отражающим слоем. Его фокусное расстояние одинаково для всех длин волн. Из коллиматора свет выходит параллельным пучком и попадает на призму 5, стоящую под углом наименьшего отклонения для луча с длиной волны 2573 Å. Разложенный призмой свет проходит через объектив камеры 6, в фокальной плоскости которого формируется изображение входной щели в соответствующем цвете. Поскольку фокусное расстояние объектива пропорционально длине волны, плоскость фотопластинки наклонена к его оптической оси под углом 41°40’. В этом случае весь спектр оказывается сфокусированным на фотопластинке.

Кварцевая призма спектрографа имеет преломляющий угол α = 45° и длину основания l = 47 мм. Призма равносторонняя. Применение кварца для дисперсирующих призм затрудняется способностью кварца давать двойное лучепреломление. Чтобы избежать этого, её вырезают из кристалла так, чтобы оптическая ось кристалла была параллельна основанию призмы. Тогда для лучей, параллельных основанию, т.е. для лучей той длины волны, для которой призма установлена на минимум отклонения, разделение на два луча не происходит. Лучи же, имеющие внутри призмы другое направление, разделяются на обыкновенный и необыкновенный. Однако практически это разделение не заметно для лучей центрального участка спектра, угол отклонения которых близок к минимальному.

Кварц обладает также способностью вращать плоскость поляризации, поэтому призма, во избежание раздвоения линий, составляется из двух половин: одна из правовращающего кварца, другая - из левовращающего. Такая призма называется призмой Корню. Щель спектрографа имеет снаружи кварцевое окно, закрываемое крышкой. Ширина щели изменяется с помощью микрометрического барабана с точностью до 0,001 мм. Высота щели устанавливается с помощью специаль­ной диафрагмы, её следует выбирать в пределах 5 мм. На широком конце корпуса спектрографа смонтирована кассетная часть. Для вертикально­го перемещения кассеты служит винт, расположенный внизу кассетной части. Перемещение кассеты может быть отсчитано по расположенной справа миллиметровой шкале.

В качестве источника света в данной задаче используется дуга переменного тока, зажигаемая между двумя металлическими электродами. Преимуществом дуги переменного тока перед дугой постоянного тока является большая стабильность условия возбуждения спектра. Питание дуги осуществляется от специального генератора.