Призменный спектограф

Наряду со спектрографами, в которых применяются дифракционные решетки, обладающие высокой разрешающей способностью (см. § 4.4), широко распространены призменные спектрографы. Принципиальная схема такого прибора показана на рисунке 5.34.

Рис. 5.34

Источник света S освещает узкую щель, находящуюся в фокальной плоскости собирающей линзы L1 дающей пучок параллельных лучей, поступающих на поверхность призмы Р. Преломленный пучок освещает линзу L2, дающую в фокальной плоскости изображения щели в лучах разной длины волны.

Для оценки разрешающей способности спектрографа допустим, что преломляющий угол призмы А (рис. 5.35) невелик, свет проходит через призму симметрично. Тогда угол отклонения луча, имеющего длину волны λ, равен:

где n=n(λ) — показатель преломления. Изменение угла отклонения с длиной волны таково:

Так как размеры светового пучка ограничены размерами призмы (высота h), то в фокальной плоскости линзы L2 получится дифракционная картина, причем направление на первый минимум для волны λ будет определяться выражением:

Рис 5.35

Для разрешения двух близких волн λ, и λ+ нужно, чтобы максимум для одной волны оказался не ближе минимума другой, поэтому получаем:

Отсюда находим:

так как из рисунка видно, что

Таким образом, разрешающая способность зависит от дисперсии стекла призмы и длины ее основания (или высоты). Этот результат оказывается верен и для призм с большими углами (до 60°), применяемых в реальных спектрографах.

Рис. 5.36