3. Описание лабораторной установки и порядок проведения работы

Принципиальная схема установки приведена на рис. 1. Установка собрана на оптической скамье.

Работа состоит из двух частей.

Рис 1

3.1.Определение постоянной дифракционной решетки

В первой части работы определяют постоянную дифракционной решетки по известной длине волны света, получаемого от монохроматического источника света,

Постоянную дифракционной решетки С определяют следующим образом

1. Включают лазерную установку 1 ( = 0,636 мкм). Рис.1

2. На пути лазерного луча устанавливают дифракционную решетку Д (в положение 3). На экране появится дифракционный спектр от монохроматического источника света: в центре яркое красное пятно (нулевой максимум), а по обе стороны от него - убывающие по интенсивности максимумы 1-го, 2-го, 3-го и т.д. порядка.

3. Устанавливают дифракционную решетку на заданном расстоянии h от экрана . Расстояние измеряют по линейке.

4. Измеряют l₁ - расстояние между центрами максимумов 1-го порядка, симметричных относительно нулевого максимума. Затем измеряют l₂ - расстояние между центрами максимумов 2-го порядка.

Из формулы (7) определяют значение постоянной решетки С, используя данные для спектра 1-го порядка: k = 1, Sin ₁ = l₁/2h, см. (рис. 1.) Вследствие малости угла ₁ можно положить Sin ₁  tg ₁.

Расчетная формула: С = 2 k h λ / l

Затем определяют значение постоянной решетки С, используя данные для спектра 2-го порядка: k = 2, Sin ₂ = l₂/2h.

Все измерения выполняют два раза для двух значений h, заданных преподавателем. Найденные значения С для двух значений h заносят в протокол и вычисляют среднее значение постоянной решетки и погрешность измерения.

3.2.Определение длины волны одной из линий спектра белого света.

Во второй части работы определяют длину волны одной из линий спектра белого света. Спектр создается с помощью дифракционной решетки. Используют значение постоянной решетки С, полученное в первой части работы. Формула измерений в этом случае имеет вид:

 =

Для определения  поступают следующим образом:

1. Включают источник белого света - проекционный фонарь (2 на рис.5). Между конденсором и объективом проекционного фонаря вставляется непрозрачная пластинка с узкой щелью. Перемещением объектива проекционного фонаря, добиваются того, что на экране будет видно отчетливое изображение щели.

2. На пути пучка белого света на заданном расстоянии от экрана ставят дифракционную решетку Д (в положение 3¹ на рис. 1). На экране появится яркий дифракционный спектр белого света, обращенный к центру картины фиолетовым цветом.

3. Измеряют расстояние между одинаковыми линиями спектра 1-го порядка l₁ (цвет линий задает преподаватель). Затем измеряют l₂ - расстояние между такими же линиями в спектре 2-го порядка.

По формуле (9) определяют ₁ (k = 1, Sin ₁ = ) и₂ (k = 2, Sin ₂ = l₂/2h) для двух значений h.

4. Найдя значения ₁ и ₂ для спектра 1-го и 2-го порядка, вычисляют среднее значение длины волны и погрешность измерения.

Таблица результатов измерения

Длина волны крайних красных лучей 0,76 мкм

определение С				определение 
h	l	C	С	h	l		

Лабораторная работа №1Б

Определение чувствительности фотоэлемента

1. Основные понятия

Фотоэлектрическим эффектом, или фотоэффектом, называют явление вырывания электронов из атомов и молекул вещества под действием света.

Если электроны, выбитые светом, вылетают за пределы вещества, то фотоэффект называется внешним.

Внешний фотоэффект наблюдается главным образом у металлов. Если же, оторванные от своих атомов и молекул, электроны остаются внутри освещаемого вещества в качестве свободных электронов, то фотоэффект называется внутренним. Внутренний фотоэффект наблюдается у некоторых полупроводников и в меньшей степени, у диэлектриков. Явление внешнего фотоэффекта впервые было исследовано Столетовым в 1890 г. Явление внутреннего фотоэффекта было исследовано академиком Иоффе в 1908 г.

Приборы, действие которых основано на применении фотоэффекта, называются фотоэлементами.

Лабораторную работу можно выполнять как на лабораторной установке, так и на компьютере.