Spektrometr optyczny – budowa i zasada działania.

Spektrometr optyczny - przyrząd służący do otrzymywania i analizowania widm promieniowania świetlnego (od podczerwieni do ultrafioletu).

Części składowe spektrometru to: kolimator K, luneta L oraz stolik obrotowy S z kołem podziałowym T. Kolimator z regulowaną szczeliną i soczewka S₁ służy do otrzymywania promieni równoległych. Obiektyw S₂ lunety tworzy w swej płaszczyźnie ogniskowej obraz szczeliny kolimatora, który jest obserwowany przez okular lunety. Stolik obrotowy, na którym umieszcza się badany pryzmat P oraz luneta mają wspólną oś obrotu, prostopadłą do płaszczyzny stolika. Kolimator oraz luneta leżą w płaszczyźnie prostopadłej do tej osi.

Aby otrzymać widmo, należy skierować na pryzmat równoległą wiązkę światła. Wiązkę światła po jej przejściu przez pryzmat obserwujemy przez lunetę. Kierunek wyznaczamy za pomocą lunety, której okular jest zaopatrzony w krzyż. Obracając lunetę dookoła stolika z pryzmatem możemy ustawić punkt przecięcia się krzyża w środku wybranego prążka widma i odczytać kąt obrotu lunety na kole podziałowym.

Definicja współczynnika załamania.

Współczynnik załamania światła (oznaczany literą n) jest wielkością opisującą załamanie światła przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego. Liczbowo współczynnik załamania wyraża się poprzez stosunek prędkości światła v1 w jednym ośrodku do prędkości v2 w drugim ośrodku, n21=v1/v2. Jeśli jednym z ośrodków jest próżnia, to współczynnik załamania n nosi nazwę bezwzględnego n=c/v, gdzie c to prędkość światła w próżni.

Szkło cron -1.52 Szkło flint-1.66

Pryzmat, przejście promienia świetlnego przez pryzmat.

Pryzmat - bryła, najczęściej wykonana ze szkła, ale również z innych substancji przezroczystych, ograniczona dwoma nierównoległymi płaszczyznami załamującymi przechodzące przez nią promienie świetlne.

Promień światła jednobarwnego (monochromatycznego) przechodząc przez pryzmat załamuje się dwa razy; raz ku prostopadłej, gdy wchodzi do pryzmatu, a następnie od prostopadłej – gdy wychodzi z pryzmatu. W efekcie tego promień po przejściu przez pryzmat jest odchylony od kierunku pierwotnego o kąt oznaczony na rysunku jako „ε”.

Okazuje się, że światło po wyjściu z pryzmatu nie jest białe, ale zawiera wszystkie barwy tęczy. Zawsze, niezależnie od kąta padania światła, kolor czerwony odchyla się najmniej od swojego pierwotnego kierunku, fioletowy najbardziej, a pozostałe barwy zajmują miejsca pośrednie pomiędzy tymi skrajnymi kolorami. Rozłożenie światła na jego barwy składowe nazywamy rozszczepieniem, a obraz utworzony na ekranie - widmem. Wytłumaczenie tego zjawiska może być tylko jedno: dla każdej barwy światła jest inny współczynnik załamania.

Wejściówka

2. Kąt łamiący pryzmatu - jest to kąt pomiędzy powierzchniami pryzmatu na które pada światło i z niego wychodzi.

5. Kąt zwany kątem najmniejszego odchylenia zależny jest od kąta padania α i od kąta łamiącego φ. Kąt  jest najmniejszy, gdy wewnątrz pryzmatu promień biegnie prostopadle do dwusiecznej kąta łamiącego.