|
Aby stworzyć spektrometr dyfrakcyjny, kopia siatki dyfrakcyjnej Rowlanda jest umieszczona na podstawie pryzmatu goniometru zamiast prymatu.
Droga propagacji w spektrometrze dyfrakcyjnym jest analogiczna do drogi w spektrometrze pryzmatycznym (zobacz P 5.7.1.1). Jednakże, w tej konfiguracji odchylenie promieni przez siatkę dyfrakcyjną jest proporcjonalne do długości fali:
sin Δµ = n · g ·l
n: rząd dyfrakcji
|
|
g: stała siatki dyfrakcyjnej
l: długość fali
Δa: kąt odchylenia linii spektralnej n-rzędu
|
|
W skutek tego, długości fal obserwowanych linii spektralnych mogą być obliczone bezpośrednio ze zmierzonych kątów odchylenia.
W doświadczeniu P5.7.2.1, spektrometr dyfrakcyjny jest używany do obserwacji linii spektralnych gazów szlachetnych i oparów metali wzbudzonych do świecenia.
Aby zidentyfikować początkowo “nieznaną” linię spektralną, mierzone są kąty odchylenia i przekształcana na odpowiednie długości fali.
|
Rozdzielczość spektrometru dyfrakcyjnego jest wystarczająca do wyznaczenia odległości pomiędzy dwoma żółtymi D-liniami sodu l(D1) – l(D2) = 0,60 nm z dokładnością 0.10 nm. Jednakże, ta wysoka rozdzielczość jest osiągana kosztem strat natężenia jako, że znacząca część promieniowania jest tracona w nieugiętym rzędzie zerowym i reszta jest rozkładana przez wiele rzędów dyfrakcji po obu stronach rzędu zerowego.
|
Używając w połączniu ze spektrometrem dyfrakcyjnym, jednoliniowa CCD kamera VideoCom idealnie nadaje się do względnych pomiarów rozkładu natężenia spektralnego. W takim pomiarze, każdy piksel kamery CCD jest przypisany do długości fali
l = d · sin a
|
|
w pierwszym rzędzie dyfrakcji siatki dyfrakcyjnej. Spektrometr jest montowany na ławie optycznej za pomocą poszczególnych komponentów. Siatka dyfrakcyjna w tym doświadczeniu jest kopią siatki dyfrakcyjnej Rowlanda z ok. 6000 liniami/cm. Obraz dyfrakcyjny za siatką dyfrakcyjną jest obserwowany przez VideoCom.
Oprogramowanie VideoCom umożliwia porównanie dwóch rozkładów natężeń i tym samym zarejestrowanie krzywej transmisji filtrów kolorów lub innych ciał przepuszczających światło. Rozkład natężenia spektralnego źródła światła jest mierzony z i bez filtra, stosunek dwóch pomiarów jest wykreślany w funkcji długości fali.
Doświadczenie P5.7.2.2 rejestruje krzywą transmisji filtrów kolorów.
Wykazane zostaje, że proste filtry są przepuszczalne dla bardzo szerokiego zakresu długości fali w zakresie widzialnym światła podczas, gdy tzw. filtry liniowe mają bardzo wąski zakres przepuszczania.
|
W doświadczeniu P5.7.2.3, spektrometr dyfrakcyjny jest montowany do obserwacji linii spektralnych gazów szlachetnych i oparów metali wzbudzonych do świecenia. Mierzona jest długość fali i natężenie linii spektralnych i następnie porównywane z wartościami literaturowymi.
|
Do montażu spektrometru dyfrakcyjnego o bardzo wysokiej rozdzielczości i wysokiej skuteczności użyta jest holograficzna siatka dyfrakcyjna z 24000 liniami/cm.
Straty natężenia są małe w porównaniu do siatki transmisyjnej.
W doświadczeniu P5.7.2.4 stała siatki dyfrakcyjnej holograficznej siatki dyfrakcyjnej jest wyznaczana dla różnych wartości kąta padania. Użytym źródłem światła jest laser He-Ne o długości fali l = 632.8 nm. Najlepsza wartość jest osiągnięta dla specjalnego przypadku, gdzie kąt padania i kąt dyfrakcji są jednakowe, tzw. warunek Littrowa.
|
W doświadczeniu P5.7.2.5 badane jest widmo lampy ksenonowej. Obraz dyfrakcyjny za holograficzną siatką dyfrakcyjną jest rejestrowany poprzez zmianę położenia ekranu i fotokomórki. Odpowiadający kąt dyfrakcji jest odczytywany na kołowej skali połączenia szynowego lub zmierzony przez czujnik ruchu obrotowego. Okazuje się, że widmo lampy wydającej się białej dla oka ludzkiego składa się z różnych linii spektralnych.
|
PL 
EN 
