ESPECTRÓMETRO. El instrumento tiene un colimador, telescopio y una plataforma óptica montada en un centro común.

Transcripción

1 ESPECTRÓMETRO DESCRIPCION Un espectrómetro es un instrumento usado para medir muchos parámetros relacionados con los prismas, rejillas y espectroscopia general. Es particularmente usado para medir ángulo de refracción, de desviación minima, determinación del índice de refracción y mediciones de longitudes de onda. El instrumento tiene un colimador, telescopio y una plataforma óptica montada en un centro común. COLIMADOR El colimador es usado para producir rayos paralelos provenientes de una fuente de luz colocada cerca de su ranura. Consiste en un tubo principal, con una ranura ajustable en un extremo y en el otro un pequeño tubo de tracción que contiene lentes acromáticos. El tubo de tracción puede ser deslizado hacia adentro o afuera del tubo principal, para colocar la ranura en el plano focal de los lentes. Está montado sobre un soporte ajustable y se encuentra integrado a la base del instrumento. TELESCOPIO Recibe los rayos paralelos de luz que vienen del colimador después que han sido afectados por lo que este en la plataforma óptica. Consiste en un tubo principal el cual tiene en un extremo un objetivo de lentes acromáticos. El otro extremo sostiene un tubo de tracción ajustado con un ocular RANISDEN que contiene ejes enfocables. El tubo de tracción puede ser llevado hacia adentro o fuera del tubo principal, y el ocular puede ser deslizado adentro o afuera del tubo de tracción, para llevar los ejes al foco. El telescopio podría ser rotado respecto al eje central del instrumento y luego ser ajustado en esa posición, allí hay un tornillo de ajuste fijo colocado para precisar la posición del telescopio. 1

2 PLATAFORMA OPTICA Es usada para soportar un prisma, una rejilla de difracción o cualquier otro accesorio, tiene ajuste de posición vertical y puede ser rotada sobre si misma. El nivel de la plataforma se ajusta con los tres tornillos que traen resorte. ESPECIFICACIÓN Una escala circular de 360 con 720 divisiones. 1 nonio minuto CONTROLES El tornillo tangente y el asegurador están localizados en la base. La posición angular puede ser ajustada con el tornillo de cabeza y ser asegurada con el segundo tornillo. La posición vertical de la plataforma es ajustada con el tornillo de cabeza largo. Los tres tornillos de resorte son para nivelar. La posición del telescopio puede ser ajustada aflojando el tornillo de cabeza localizado debajo del arreglo superior. Para un ajuste fino, asegure el tornillo de cabeza y gire el tornillo tangente localizado en el arreglo superior. El nivel del telescopio es ajustado desde la fabrica, cualquier modificación se hace con los dos tornillo que están debajo de el. El nivel del colimador se maneja igual que el nivel del telescopio. OPERACIÓN. Colocar el espectrómetro en una mesa conveniente ALINEACION DEL TELESCOPIO 2

3 Esté seguro de que el eje óptico del telescopio este paralelo a su plano de movimiento y apuntando a su plano de rotación. Si es necesario se ajusta con los dos tornillos que están debajo del telescopio. Mueva el ocular para llevar los ejes al foco. Rote el tubo hasta que unos de los ejes este paralelo al plano de rotación del telescopio. Con el telescopio apuntando a un objeto iluminado distante preferiblemente al menos 100 metros de distancia, ajuste la distancia entre el ocular y los lentes objetivos hasta obtener una imagen enfocada. Mostrando no paralelaje con los ejes. El telescopio está listo. ALINEACION DEL COLIMADOR Verifique que el eje óptico del colimador esté perpendicular, y sus puntos hacia el eje de rotación del telescopio y la plataforma óptica. E necesario un ambiente oscuro. Remueva la plataforma óptica o bájela si está por debajo de la línea de mira. Abra la ranura del colimador cerca de medio milímetro e ilumínela con la fuente monocromática. Desajuste el telescopio si es necesario y posiciónelo directamente opuesto al colimador de tal manera que sea capaz de ver la imagen de la ranura. Ajuste el telescopio en ese lugar. Deslizar el tubo de tracción del colimador adentro y afuera hasta que la rendija se vea en el foco con los tornillos de ajuste fino y que se presente no paralelaje en relación con los ejes. Rote la ranura hasta que imagen se encuentre paralela al eje vertical y asegúrela para dejarla en ese lugar. El colimador ya esta ajustado. ALINEACIÓN DE LA PLATAFORMA ÓPTICA 3

4 Ajuste un prisma de vidrio triangular en el centro de la plataforma con el filo de retracción iluminado. Una cara del prisma debe ser perpendicular a la línea que une los tornillos de nivelación X,Y. Si el prisma tiene una caja escarchada esta debe ser ubicada lejos del colimador. Ajuste la plataforma a una altura tal que la luz del colimador se refleje en ambas caras del prisma antes de ser recibida por el telescopio. Mueva el telescopio a la posición T1 y ajuste los tornillos de nivelación X,Y girándolos en direcciones opuestas, hasta que la imagen de la ranura sea vertical al campo de vista. Mueva el telescopio a la posición T2 y ajuste el tornillo Z hasta que la imagen sea vertical al campo de vista. La plataforma esta nivelada y el espectrómetro listo. MEDIDA DE LA LONGITUD DE ONDA DE UN ESPECTRO DE LINEAS PARTICULAR USANDO REJILLAS DE DIFRACCIÓN Si una rejilla de transmisión es iluminada por una fuente monocromática los espacios actúan como fuentes secundarias de ondas coherentes. Aparece un patrón de difracción. Considere ABC AC=d=Espacio entre las líneas de las rejillas <ABC=90 <ACB=ϴ Para el primer orden de interferencia AB=λ 4

5 Para n ordenes de interferencia constructiva AB=nλ n=0,1,2,3 a. Elija una fuente espectral particular e ilumine la ranura del colimador con ella. b. Ajuste una rejilla de difracción con d conocida. c. Mueva el telescopio hasta que vea el primer orden de espectro lejos de la derecha. Se debe ver una serie de diferentes líneas coloreadas. d. Ajuste el telescopio en esa posición y use el tornillo tangente de movimiento fino para centrar, y los ejes verticales sobre la primera línea visible. e. Tome una lectura de las escala del nonio de la posición de esa línea y anote el color. f. Repita estos dos últimos procedimientos para las líneas restante g. Repita los últimos cuatro procedimientos para las líneas de el primer orden lejos de la izquierda. El ángulo de desplazamiento de cualquier línea del centro es igual a la mitad de la suma entre las dos lecturas del nonio que fueron tomadas para una línea particular. Use este factor para calcular el valor apropiado de ϴ para cada color. h. Sustituya esos valores y el valor del espacio entre longitudes de onda de cada uno de los colores observados. DETERMINACIÓN DEL ESPACIADO DE LAS LINEAS EN UNA REJILLA DE DIFRACCIÓN 5

6 PRECAUCIONES El espectrómetro es un delicado instrumento óptico y debe ser usado con cuidado. No apretar demasiado los tornillos de ajuste. Cúbralo cuando no esté en uso. El prisma y la rejilla deben ser manipulados cuidadosamente, mantenerlos lejos del polvo y huellas digitales en la áreas activas. 6