Порядок выполнения работы. Метод определения длины световой волны по дифракционному спектру, используемый в лабораторной работе

Метод определения длины световой волны по дифракционному спектру, используемый в лабораторной работе, заключается в том, что дифракционный спектр наблюдается непосредственно на экране без помощи линзы. Роль линзы выполняет хрусталик глаза. Для получения дифракционного спектра используется белый свет.

На рис. 3 представлена оптическая схема установки: Д - дифракционная решетка, Э – экран со щелью и миллиметровой шкалой, S – источник белого света.

Рис. 3 Рис. 4

1. Включить осветитель и поставить его так, чтобы свет падал сзади на щель в цен-

тре экрана. Через дифракционную решетку рассмотреть спектры на экране.

2. Установить дифракционную решетку на расстоянии L ₁ от экрана по шкале на оптической скамье. Глядя в дифракционную решетку и устанавливая подвижные указатели на экране на середины красных линий в спектрах 1-ого порядка слева и справа от центрального спектра 0-ого порядка, определить l при n = 1, затем при n = 2 (рис. 4). Аналогично сделать измерения для желтых и зеленых линий спектров 1-ого и 2-ого порядков, записывая их в таблицу измерений и результатов расчетов в столбце l под номерами № = 1, 2.

3. Установить расстояние L ₂ от дифракционной решетки до экрана и для линий спектра трех цветов аналогично определить l при n = 1, 2, записывая их в таблицу измерений и результатов расчетов под номерами № = 3, 4.

4. При проведении расчетов найти - среднее расстояние от середины спектра

0-ого порядка до соответствующей линии в спектрах следующих порядков. Рассчитать tg j = . Ввиду малости углов j считать .

5. По формуле (4) определить длины волн красной, желтой и зеленой линий спектра при n = 1, 2, найти их средние значения, абсолютные и относительные погрешности измерения.

На лицевой либо обратной стороне дифракционной решетки указано число штрихов N на мм длины решетки, откуда определяется постоянная решетки

Таблица измерений и результатов расчетов

№

L 1, мм

L 2, мм

n

Цвет

l, мм

, мм

sin j

l, нм

<l>, нм

Dl, нм

<Dl>, нм

dl, %

–

–

красный

–

–

–

–

желтый

–

–

–

–

зеленый

–

–

1 нм (нанометр) = 10^-9 м.

Контрольные вопросы

1. Представление о свете в волновой оптике. Что такое фронт волны?

2. Представление о свете в геометрической оптике. Что такое луч?

3. Какой свет называется монохроматическим?

4. Какие волны называются когерентными?

5. Что называется дифракцией света?

6. Что называется интерференцией света?

7. Что такое дифракционная решетка?

8. Сформулируйте принцип Гюйгенса.

9. Сделайте вывод формулы дифракционной решетки.

10. Какой вид имеет дифракционная картина при падении на решетку моно-

хроматического света, белого света? Как это объяснить?

11. Можно ли при помощи лабораторной дифракционной решетки наблюдать

спектры высоких порядков? Почему?

12. В каком порядке чередуются цветные линии в дифракционном спектре?

13. Где применяются дифракционные решетки?

Литература

1. Трофимова Т. И. Курс физики. М.: Высш. шк., 1994. Часть 5, гл. 23, § 176, 179,

180.

2. Савельев И. В. Курс общей физики. М.: Наука, 1977. Том 2, часть 3, гл. XVIII,

§ 125, 126, 129, 130.

3. Грабовский Р. И. Курс физики. С-Пб.: Лань. 2002. Часть П, гл. VII, § 54, 55.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4–08

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: