II. Приборы и принадлежности

1. прибор для определения длины световой волны;

2. дифракционная решётка с постоянной d = 0,01 мм;

3. лампа накаливания в футляре;

4. подставка от подъёмного столика.

III. Описание экспериментальной установки и метода измерения

Основанием прибора для определения длины световой волны при помощи дифракционной решётки служит деревянный брусок (1) длиной до 520 мм, шириной 40-50 мм (рис.6).

Наверху бруска имеется шкала (2) с делениями. К нижней поверхности бруска, по середине его длины при помощи шарнира прикреплён стержень (3).

Стержень вставляется в отверстие подставки от подъёмного столика. Такая установка позволяет укреплять прибор под разными углами, располагать в любом направлении и устанавливать на высоте, удобной для наблюдения.

Кпереднему концу прикреплена рамка (5), в которую вставляется дифракционная решётка, причём расположение решётки совпадает с нулевым делением шкалы бруска. Вдоль бруска может передвигаться ползунок (6), концы которого загнуты и скользят в боковых пазах. Поперёк бруска к ползунку прикреплён щиток (7) (размером 150х40 мм). В нижней части щитка нанесена чёткая миллиметровая шкала с нулевым делением посередине.

Верхняя грань шкалы и середина дифракционной решётки находятся на одной высоте от бруска. Над нулевым делением шкалы в щитке вырезано окно (8) 10х4 мм, а под ним через нулевое деление шкалы проходит узкая прицельная плоскость (прорезь). Щиток над шкалой имеет чёрную матовую поверхность.

Для определения длины световой волны при помощи дифракционной решётки можно использовать формулу (6):

l = j.

Для этого нужно знать постоянную решётки d = (а + b) и измерить φ и k.

IV. Выполнение работы

1. Ознакомившись с описанием установки, располагают осветитель на расстоянии 4-5 мм от прибора (рис.6).

2. Включают лампу.

3. Глядя через дифракционную решётку, направляют прибор на лампу так, чтобы сквозь узкую прицельную щель щитка немного была видна нить накала лампы. Тогда на тёмном фоне щитка по обе стороны от щели непосредственно над шкалой появляются дифракционные спектры. Добейтесь симметричного расположения спектров относительно щели.

4. По шкале щитка, рассматриваемой через решётку, определяются границы красных и фиолетовых лучей спектров 1-го и 2-го порядков k, расположенных по правую сторону от щели. Это расстояние ВС.

5. По шкале (2), нанесённой на бруске, определяют расстояние от дифракционной решётки до щитка с щелью.

6. По этим данным вычисляютtg  = . (рис.7)

При работе с дифракционной решёткой, постоянная которой равна 0,01 мм, (наблюдаемые углы малы) они обычно не превышают 4. Поэтому в формуле (6) вместо синусов можно пользоваться значениями тангенсов углов без заметной погрешности в окончательном результате.

7. .По формуле (6) вычисляют длину волны  (постоянная решётки d=(а + b) = 0,01мм).

8. Устанавливая ползунок со шкалой на различных, но по возможности больших расстояниях от решётки, делают не менее 10 измерений _кр и _ф.

9. Результаты измерений и расчётов заносят в таблицу 1.

Таблица 1

№ п/п

постоянная решётки d,мм

порядок спектра k

расстояние от решётки до щитка АС, мм

расстояние от щели до спектра ВС, мм

tg 

красные

фиолетовые

i, мм

i, мм

^2i, мм^2

i, мм

i, мм

^2i, мм^2

красные

фиол.

красные

фиол.

1 2 … 10

10. Руководствуясь указаниями на стр. 5-6 вычислить абсолютную и относительную погрешность, принимая надежность α = 0,95.

11. Окончательный результат записать в виде:

_кр = _кр  _кр, _ф = _ф  _ф.