Прибор Кольбе. Описание и опыты

Прибор Кольбе. Раздвижная стойка А несет наверху дугу ВВ, охватывающую немного более полуокружности (рис. 187). На концах и посередине дуги укреплены три ролика; между этими роликами зажимается стеклянный матовый круг С (d = 24 см), который может свободно вращаться вокруг своего центра.

Рис. 187. Универсальный прибор Кольбе

На стеклянный круг концентрично наклеен круг (d = 20 см) из тонкой (полупрозрачной) миллиметровой бумаги. На этом бумажном круге выделены два взаимно перпендикулярных диаметра KL и MN (рис. 188).

Рис. 188. Деления на круге прибора Кольбе

Прямые, параллельные диаметру KL и отстоящие друг от друга на 1 см, пересекают окружность бумажного круга в точках, отмеченных (начиная от точек К и L в обе стороны) цифрами 1, 2, 3, ...,8 и 9; из центра к этим отмеченным точкам проведены радиусы. Радиусы образуют с диаметром KL углы, линии синуса которых равны числу сантиметров, поставленному у конца радиуса.

Так радиус с цифрой 5 дает угол, линия синуса которого равна 5 см, а так как длина радиуса 10 см то радиус с цифрой 5 на конце образует с диаметром угол с синусом 0,5 (т. е. угол в 30°). Таким образом, деления на круге позволяют намечать углы с данной величиной синуса и, наоборот, для данного угла находить по делениям прямо величину синуса.

Такой прием отсчета очень удобен при изучении законов преломления, куда входят синусы углов, однако в иных случаях, хотя бы для определения предельного угла, необходимо измерять величину самих углов; поэтому весьма желательно кроме упомянутых делений иметь на круге еще и градусные деления (рис. 188); для лучшей видимости этих делений издали полезно каждые 10° или отмечать цветными ромбами, или закрасить промежутки через один, как на шайбе Гартля (рис. 180).

К прибору прилагается набор тел (рис. 189), немного лишь отличающийся от набора шайбы Гартля. Первые 7 номеров в этих двух наборах совпадают (только зеркала укреплены на деревянных брусочках и трапециевидное стекло имеет меньший размер); далее в набор входят: 8) стекло в форме равностороннего треугольника (сторона 13 см); 9) стеклянный кубик (ребро 2,5 см); стеклянный полый сосуд полукруглой формы (рис. 190).

Рис. 189. Набор принадлежностей к прибору Кольбе

Рис. 190. Полукруглый сосуд к прибору Кольбе

Наличие в наборе полого сосуда составляет важное преимущество набора Кольбе, так как позволяет исследовать преломление в жидкостях. Для укрепления перечисленных тел на стеклянном круге имеется металлическая скоба (рис. 191), которая оттягивается в сторону круга при помощи спиральных пружинок FF, помещенных сзади круга; натяжение регулируется гайками НН.

Рис. 191. Зажим на приборе Кольбе

К прибору прилагаются три ширмочки со щелями (рис. 192); на одной ширмочке (I) имеется одна раздвижная щель, на другой (II) — девять щелей (b = 2 мм) И на третьей (III) — семь щелей с двумя размерами промежутков. Ширмочки при помощи маленьких струбцинок (рис. 192, IV) укрепляются в должном месте на дуге BB (рис. 187). Полезно иметь еще большую ширму (рис. 193) с раздвижной щелью посередине; эта ширма ставится между источником света и прибором, и щель раздвигается настолько, чтобы прошедший через нее пучок лучей целиком закрывался второй ширмочкой, укрепленной на дуге прибора.

Рис. 192. Щели и струбцинки для укрепления на приборе Кольбе

Рис. 193. Ширма с раздвижной щелью для прибора Кольбе

Если понадобится луч света направить вертикально (снизу вверх), то в отверстиях, имеющихся на стойке, устанавливают небольшое зеркальце Р (рис. 194), свободно вращающееся вокруг горизонтальной оси, и над зеркальцем ширмочку О со щелью; зеркальцу Р дают такой наклон, чтобы отраженный луч света, пройдя щель О, дальше прошел через центр круга.

Рис. 194. Зеркало и щель к прибору Кольбе

На приборе Кольбе должное направление дается лучу света теми же приемами, как и на шайбе Гартля. Нулевой диаметр на приборе Кольбе обычно отмечен стрелками на концах.