Дифракция

Министерство науки и высшего образования

Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра физики

ОТЧЕТ

Лабораторная работа по курсу общей физики

ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА

Проверил. Выполнил

Преподаватель Студент гр. 120-1

___________ Палешева Е.В. ___________ Бормотов Е.Д.

___________ Дашеев Ц.А.

Томск 2021

ВВЕДЕНИЕ

Целью данной работы является изучение дифракции света на прозрачной одномерной дифракционной решётке, в частности, необходимо определить постоянную решётки и число штрихов, приходящихся на единицу длины решётки.

1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ

Схема установки представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки.

В качестве источника света используется ртутная лампа (1) с линейчатым спектром излучения. Для получения плоской волны используется коллиматор – узкая щель (2), которая вырезает пучок света с фронтом волны, практически параллельным плоскости дифракционной решётки (4). Дифракционная картина наблюдается визуально на линейке (3) в плоскости коллиматора.

2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Направления, под которыми наблюдаются максимумы, определяется углом φ, который вычисляется по формуле:

, (2.1)

где м;

– расстояние от центра щели до наблюдаемых главных максимумов определённого порядка и цвета.

Период дифракционной решётки d вычисляется по формуле:

, (2.2)

Где n – порядок максимума.

Общее число штрихов можно вычислить по формуле:

, (2.3)

Число штрихов на 1мм рассчитывается по формуле:

, (2.4)

где s = м

Разрешающую способность дифракционной решетки можно вычислить по формуле:

, (2.5)

3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ

Таблица 3.1

n	, мм	, мм	, мм
1	18	17	13
2	36	34	28
3	68	87	65

Таблица 3.2

	0.012	0.025	0.047

Таблица 3.3

	0.012	0.023	0.06

Таблица 3.4

	0.009	0.019	0.045

По формуле 2.1 вычислим угол под которыми наблюдаются максимумы:

Аналогичным образом вычислим угол для других цветов и запишем в таблицу 3.2-3.4.

Рассчитаем синусы углов и занесем их в таблицу 3.2-3.4:

По формуле 2.2 определим период дифракционной решетки:

По формуле 2.3 рассчитаем общее кол-во штрихов:

По формуле 2.4 рассчитаем количество штрихов на 1мм:

Вычислим разрешающую способность дифракционной решетки:

Заключение

В результате проделанной работы, мы изучили явление дифракции света на прозрачной одномерной дифракционной решетке.