Indice di rifrazione, dispersione e potere risolutivo di uno spettroscopio a prisma

Principio

Lo spettrometro-goniometro viene utilizzato per determinare l’angolo di deflessione che subisce la luce quando passa attraverso un prisma. L’indice di rifrazione di un prisma alla lunghezza d’onda specifica di una linea spettrale nota può essere determinato osservando l’angolo di minima deflessione della luce di quella linea spettrale effettuata da quel prisma, dato che l’angolo tra i piani del prisma è noto. Se questa misurazione viene eseguita per diverse linee spettrali, è possibile determinare la curva di dispersione del prisma. Prismi costituiti da diversi vetri e un prisma cavo riempibile con diversi liquidi vengono utilizzati per determinare le curve di dispersione di diversi tipi di vetro e diversi liquidi. Inoltre si può mostrare come il potere risolutivo spettrale di uno spettrometro a prisma dipenda dalla dispersione e dalla dimensione di un prisma. A questo scopo viene utilizzata una fessura regolabile per limitare l’ampiezza utile del fascio luminoso. Si osserva l’effetto sul potere risolutivo di una larghezza del fascio limitata.

Vantaggi

• comprendere i fondamenti della spettroscopia
• configurazione compatta
• risultati precisi e riproducibili

Attivita’ proposte

1. Per regolare lo spettrometro-goniometro.

2. Determinare l’indice di rifrazione di vari liquidi in un prisma cavo.

3. Per determinare l’indice di rifrazione di vari prismi di vetro.

4. Determinare le lunghezze d’onda delle linee spettrali del mercurio.

5. Dimostrare la relazione tra indice di rifrazione e lunghezza d’onda (curva di dispersione).

6. Calcolare il potere risolutivo dei prismi di vetro dalla pendenza delle curve di dispersione.

7. Determinazione della costante reticolare di un reticolo di Rowland in base all’angolo di diffrazione (fino al terzo oder) delle righe spettrali del mercurio ad alta intensità.

8. Determinazione della dispersione angolare di un reticolo.

9. Determinazione del potere risolutivo necessario per separare le diverse righe del Hg. Confronto con la teoria

Obiettivi formativi

• Rapporto Maxwell
• Dispersione
• (Dielettrico) Polarizzabilità
• Rifrazione, Indice di rifrazione
• Prisma
• Reticolo di Rowland
• Spettrometro
• Goniometro
• Permettività dielettrica relativa e permeabilità magnetica