4. Ход работы.

1. Разместить на оптической скамье лазер, рейтер со щелью и экран.

2. На экране закрепить лист бумаги, на котором будем зарисовывать дифракционную картину.

3. Включить лазер и проверить его юстировку.

4. Замерить расстояние L между щелью и экраном.

5. Регулируя ширину щели, добиться четкого изображения дифракционной картины.

6. Зарисовать полученную картину, отмечая штрихами ширину четырех дифракционных минимумов с обеих сторон от центрального максимума.

7. Изменить расстояние L и выполнить п. 6.

5. Обработка результатов.

Для определения ширины щели воспользуемся условием минимума:

b sinφ = m λ, (5.1)

где b – ширина щели, m – порядок дифракции, λ=632,8 нм – длина волны лазерного излучения.

Непосредственно измеряемой величиной является расстояние между двумя минимумами одного порядка – это расстояния а₁, а₂, а₃ и т.д. (см. рис. 5.3).

. (5.2)

Поскольку значения φ при относительно большой ширине щели мало, то sin φ tg φ. Учитывая, что L >> b, из соотношений (5.1) и (5.2) получаем, что ширина щели равна:

. (5.3)

Вычисляем среднее значение b для двух опытов и погрешность измерений. Для удобства все измерения и расчеты занесем в табл. 5.1.

Таблица 5.1

	L, м	m	а · 10^-3, м	b ·10^-6, м
Опыт 1		1
		2
		3
		4
Опыт 2		1
		2
		3
		4
						=

Коэффициент Стьюдента для восьми измерений .

6. Контрольные вопросы

1. Дайте определение дифракции. Почему дифракция звука повседневно более очевидна, чем дифракция света?

2. Когда наблюдается дифракция Френеля? Дифракция Фраунгофера?

3. Что использовал Френель в качестве препятствий для получения дифракционных картин?

4. Отличается ли дифракционная картина на щели при освещении ее монохроматическим светом от дифракционной картины при освещении ее белым светом?

5. Какова предельная ширина щели, при которой еще будут наблюдаться минимумы интенсивности?

6. Почему дифракция не наблюдается на больших отверстиях?

7. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля. Что он объясняет?

7. Задачи по теме.

1. Определить радиус четвертой зоны Френеля, если радиус второй зоны Френеля для плоского волнового фронта равен 2 мм.

2. На экран с круглым отверстием радиусом r = 1,5 мм нормально падает пучок монохроматического света с длиной волны λ = 0,5 мкм. Точка наблюдения находится на оси отверстия на расстоянии l = 1,5 м от него. Определите число зон Френеля, укладывающихся в отверстии.

3. На узкую щель нормально падает монохроматический свет. Его направление на четвертую темную дифракционную полосу составляет φ = 2°12´. Сколько длин волн укладывается на ширине щели?

4. На узкую щель шириной а = 0,05 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны λ = 694 нм. Определите направление на вторую дифракционную полосу (найти угол φ).

5. На щель шириной а = 0,1 мм падает нормально монохроматический свет с длиной волны λ = 600 нм. Дифракционная картина наблюдается на экране, расположенном параллельно щели на расстоянии 1 м от него. Определите расстояние между первыми дифракционными минимумами, расположенными по обе стороны от центрального фраунгоферова максимума.