9. Контрольные вопросы.

1. В чем заключается явление дифракции света? Какие условия являются необходимыми для наблюдения дифракции?

2. Расскажите, как изготавливают компакт-диски.

3. Объясните принципы записи информации на дисках.

4. Опишите методику определения постоянной дифракционной решетки.

5. Опишите методику определения информационной емкости оптического диска.

6. Опишите устройство лазерной головки.

7. Как осуществляется лазерная запись?

8. Какие системы лазерной записи существуют?

9. Почему дифракционная решетка разлагает белый свет в спектр?

10. Задачи по теме.

1. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет с длиной волны λ= 600 нм. Определите наибольший порядок спектра, полученный с помощью этой решетки, если ее постоянная d = 2 мкм.

2. Определите число штрихов на 1 мм дифракционной решетки, если углу φ = 30^о соответствует максимум четвертого порядка для монохроматического света с длиной волны λ = 0,5 мкм.

3. На дифракционную решетку нормально падает монохроматический свет. В спектре, полученном с помощью этой дифракционной решетки, некоторая спектральная линия наблюдается в первом порядке под углом φ = 11^о. Определите наивысший порядок спектра, в котором может наблюдаться эта линия.

4. Узкий параллельный пучок рентгеновского излучения с длиной волны λ = 245 нм падает на естественную грань монокристалла каменной соли. Определите расстояние d между атомными плоскостями монокристалла, если дифракционный максимум второго порядка наблюдается при падении излучения к поверхности монокристалла под углом скольжения υ = 61^о.

Лабораторная работа № 7

__________________________________________________________________________________________

Определение показателя преломления призмы с помощью оптического гониометра

1. Цель работы.

Изучить принцип работы гониометра и его основных узлов. Измерить углы между гранями призмы из ниобата лития.

2. Назначение гониометра и принцип его работы.

Гониометр – оптический прибор для измерения углов. Гониометр используется для измерения углов между плоскими полированными гранями различных деталей, для измерения показателей преломления прозрачных материалов, для определения параметров дифракционных решёток и измерения длин волн спектральных линий.

Измерение углов на гониометре осуществляется абсолютным методом, т.е. путём сравнения с точно градуированным лимбом (круговой шкалой). При сравнении используется коллиматор и зрительная труба (или автоколлиматор), а также отсчётное устройство.

3. Назначение и принцип действия коллиматора.

К оллиматор – оптическое устройство для получения пучков параллельных лучей.

Коллиматор состоит из объектива, в фокальной плоскости которого помещена непрозрачная диафрагма с узкой щелью (рис.7.1). Щель освещается с помощью не показанного на рисунке осветителя. Объектив и диафрагма закреплены в зачернённой изнутри трубе.

Параллельный пучок лучей, выходящий из коллиматора, задаёт в пространстве некоторое базовое направление, относительно которого отсчитываются измеряемые углы.

4. Назначение и принцип работы зрительной трубы.

З рительная труба – оптический прибор для визуального наблюдения за удалёнными объектами и для точного определения направления на рассматриваемый объект.

В гониометре зрительная труба служит для фиксации в пространстве направления, совпадающего с оптической осью трубы. Простейшая зрительная труба Кеплера, оптическая схема которой приведена на рис.7.2, состоит из объектива – 1, окуляра – 3, сетки с перекрестием – 2.

Объектив – это обращённая к объекту часть оптической системы, формирующая действительное изображение объекта, f₁ – фокусное расстояние объектива.

Окуляр – это обращённая к глазу наблюдателя часть оптической системы, которая служит для визуального рассмотрения действительного изображения, сформированного объективом, f₂ – фокусное расстояние окуляра.

Телескопическая система без глаза изображения не даёт, однако она изменяет наклон пучков, что обеспечивает увеличение углов поля зрения. Поэтому такие системы характеризуются обычно угловым увеличением.

Угловое увеличение зрительной трубы можно определить с помощью рис. 7.2. Удалённый объект наблюдения виден невооружённым глазом под углом ω , а его оптическое изображение – под углом ω΄. Отношение этих углов или их тангенсов (что безразлично, вследствие малости углов) можно найти из треугольников с вершинами в точках 0₁ и 0₂ и общим основанием h:

, (7.1)

где β – угловое увеличение зрительной трубы, f₁ f₂ – фокусные расстояния объектива и окуляра.

В общей фокальной плоскости объектива и окуляра установлена сетка с перекрестием, которая и обеспечивает возможность не только наблюдать удалённые объекты, но и определять направления на них. Так, изображение удалённого объекта получится в центре перекрестия лишь в том случае, если направление на объект совпадает с главной оптической осью зрительной трубы. Совмещение изображения наблюдаемого объекта с перекрестием представляет собой наведение оси трубы на объект.

Фокусировка на резкость различно удалённых объектов наблюдения осуществляется при помощи дополнительной рассеивающей линзы, установленной между объективом и окуляром. Перемещением этой линзы удаётся приводить в переднюю фокальную плоскость окуляра изображения объектов различно удалённых от наблюдателя при неизменной длине трубы.

Если направить пучок света коллиматора на зрительную трубу (рис.7.3), то в поле зрения окуляра будет видно изображение освещаемой щели коллиматора, причём резкость изображения не зависит от расстояния между трубой и коллиматором.