Номер 7, страница 151 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

*7. Расскажите о применении метода спектрального анализа.

6. Объясните устройство и действие спектрального аппарата.

Спектральный аппарат — это прибор, предназначенный для разложения электромагнитного излучения (например, видимого света) в спектр с целью его визуального наблюдения или регистрации. Основные типы спектральных аппаратов — спектроскоп (для визуального наблюдения), спектрограф (для фотографической или электронной регистрации спектра) и спектрометр (для измерения характеристик спектра).

Устройство. Любой спектральный аппарат состоит из трех основных частей:

1. Коллиматорная часть. Она состоит из входной щели и коллиматорного объектива (линзы или вогнутого зеркала). Свет от исследуемого источника проходит через узкую входную щель, которая находится в фокусе коллиматорного объектива. В результате из объектива выходит параллельный пучок света. Узкая щель необходима для получения четких спектральных линий.

2. Диспергирующая система. Это главный элемент прибора, который разлагает параллельный пучок света в спектр. В качестве диспергирующего элемента может использоваться:

- Трехгранная призма. Разложение света происходит за счет явления дисперсии — зависимости показателя преломления вещества призмы от длины волны света. Фиолетовые лучи, имеющие меньшую длину волны, отклоняются призмой сильнее, чем красные, имеющие большую длину волны.

- Дифракционная решетка. Это поверхность с большим количеством регулярно расположенных штрихов или канавок. Разложение света происходит в результате дифракции и интерференции света на этих штрихах. Положение дифракционных максимумов зависит от длины волны, что и приводит к разделению цветов.

3. Камерная (фокусирующая) часть. Она состоит из фокусирующего объектива и приемника излучения. После диспергирующей системы пучки параллельных лучей разных длин волн идут под разными углами. Фокусирующий объектив собирает каждый из этих пучков в своей фокальной плоскости, создавая изображение входной щели для каждой длины волны. В результате в фокальной плоскости образуется спектр — совокупность изображений щели в разных цветах.

В качестве приемника излучения может выступать глаз наблюдателя (в спектроскопе), фотопластинка или ПЗС-матрица (в спектрографе), или фотоэлектронный умножитель (в спектрометре).

Действие (принцип работы). Свет от источника направляется на входную щель спектрального аппарата. Пройдя через щель, расходящийся пучок света попадает на коллиматорный объектив и преобразуется в параллельный. Затем этот параллельный пучок падает на диспергирующий элемент (призму или решетку), где происходит его разложение в спектр. Лучи разных длин волн выходят из диспергирующего элемента под разными углами. Эти расходящиеся по направлениям пучки попадают на фокусирующий объектив, который строит в своей фокальной плоскости изображение спектра. Этот спектр либо наблюдается визуально через окуляр, либо регистрируется на фоточувствительном материале или электронном детекторе для дальнейшего анализа.

Ответ: Спектральный аппарат состоит из коллиматора, создающего параллельный пучок света, диспергирующего элемента (призмы или дифракционной решетки), разлагающего свет в спектр, и камеры, фокусирующей спектр на приемник. Принцип действия основан на разложении света от источника в спектр с помощью дисперсии или дифракции с последующей регистрацией и анализом этого спектра.