лабы физика / Лаб_72(мкм)
.docМинистерство образования и науки Республики Казахстан
Карагандинский государственный технический университет
Кафедра физики
Лабораторная работа №72
Тема : «Изучение явления дифракции света»
Выполнил студент группы:_________
________________________________
Проверила: доцент кафедры физики
Орлова Елена Федоровна
Караганда, 2005
Цель: Изучение явления дифракции света, изучение принципа Гюйгенса,
изучение условий возникновения явления дифракции, зоны Френеля.
Оборудование: Шкала со щелью, дифракционная решетка, источник света.
Порядок выполнения работы
-
Перемещением рейтера установить дифракционную решетку на заданном расстоянии "y" от щели источника света.
-
Найти спектры 1, 2, 3 порядков по обе стороны от нулевого максимума.
-
Измерить расстояние между нулевым максимумом и первым максимумом, расположенным по правую сторону от нулевого — х1, между нулевым максимумом и первым максимумом, расположенным по левую сторону от нулевого — х2. Найти и определить угол , соответствующий данному максимуму интенсивности. Измерения произвести для максимумов фиолетового, зеленого и красного цветов, в спектрах 1, 2 и 3 порядков для трех значений "y". Например, для y1 = 15, y2 = 20 и y3 = 30 см.
ЗАМЕЧАНИЕ: для максимумов зелёного цвета отсчитывать "х" от центра этого максимума. Для максимумов фиолетового и красного цвета — от внешних границ спектра.
-
Зная постоянную решетки (d = 0,01 мм) и угол , при котором наблюдается максимум интенсивности данного цвета и порядка, найти длину волны по формуле:
Здесь k берётся по модулю.
-
Вычислить доверительные интервалы для найденных значений длин волн, соответствующих фиолетовой, зелёной и красной областям спектра.
-
Результаты измерений и расчётов занести в таблицу.
Таблица 1– Экспериментальные данные.
Цвета |
y, см |
k |
x1, см |
x2, см |
см |
, мкм |
, мкм |
, мкм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Красный |
15 |
1 |
8 |
7,9 |
7,95 |
4,68 |
3,42 |
±0,29 |
2 |
17 |
16,2 |
16,6 |
3,71 |
||||
20 |
1 |
9 |
8 |
8,5 |
3,91 |
|||
2 |
16 |
15 |
15,5 |
3,06 |
||||
30 |
1 |
9 |
8,1 |
8,55 |
2,74 |
|||
2 |
17,5 |
16 |
16,75 |
2,44 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зелёный |
15 |
1 |
5,1 |
5 |
5,05 |
3,19 |
2,47 |
±0,21 |
2 |
12,6 |
12,5 |
12,55 |
3,21 |
||||
20 |
1 |
4 |
4,5 |
4,25 |
2,08 |
|||
2 |
13 |
12,5 |
12,75 |
2,69 |
||||
30 |
1 |
5,1 |
5 |
5,05 |
1,66 |
|||
2 |
13,5 |
12,3 |
12,9 |
1,98 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фиолетовый |
15 |
1 |
4,6 |
4,5 |
4,55 |
2,90 |
2,13 |
±0,18 |
2 |
11,5 |
10,5 |
11 |
2,96 |
||||
20 |
1 |
2,9 |
3 |
2,95 |
1,46 |
|||
2 |
12 |
11 |
11,5 |
2,49 |
||||
30 |
1 |
3,6 |
3,5 |
3,55 |
1,18 |
|||
2 |
12 |
11 |
11,5 |
1,79 |
-
Результат записать в виде: = для каждого цвета и проверить его достоверность, сравнив со значениями из учебника.
Ответ:
Красный =(3,42±0,29) мкм
Зелёный =(2,47±0,21) мкм
Фиолетовый =(2,13±0,18) мкм
Контрольные вопросы
-
В чем заключается явление дифракции?
-
Чем отличается дифракция Френеля от дифракции Фраунгофера?
-
Как с помощью принципа Гюйгенса можно объяснить дифракцию?
-
Что такое зоны Френеля?
-
Какие должны быть выполнены условия, чтобы можно было наблюдать дифракцию?
-
Опишите дифракцию от одной щели.
-
Дифракция на дифракционной решётке. В чем принципиальное отличие этого случая от дифракции на одной щели?
-
Как определить максимальное число дифракционных спектров для данной дифракционной решётки?
Приложение 1.
-
Согласно волновой теории свет — это …
Ответ:
электромагнитные волны, излучаемые возбужденными атомами и молекулами.
-
Постоянная дифракционной решетки 2·10-6м. Какую наибольшуюдлину волны можно наблюдать в спектре этой решетки?
Ответ:
2·10 –6м
-
Условие интерференционных минимумов записывается:
Ответ:
-
Постоянная дифракционной решетки d = 2·10 –6 м. Какой наибольший порядок спектра k можно видеть при освещении ее светом длиной волны 10 –6 м?
Ответ:
k = 2
-
Как меняется разность хода лучей s при изменении разности фаз на ?
Ответ:
s = /2
-
Какие устройства позволяют получить когерентные источники
Ответ:
Все ответы правильны.
(Два зеркала, расположенные под углом, близким к 180° (зеркало Лойда).
Две призмы с малыми преломляющими углами, склеенные основаниями (бипризма Френеля).
Две параллельные щели, близко расположенные друг к другу.)
-
На каком из указанных расстояний наблюдения тени от непрозрачного предмета наиболее чётко проявляется дифракционный эффект?
Ответ:
10 м
-
Длины волн видимого света лежат в пределах … мкм
Ответ:
0,4 < < 0,8
-
Что будет наблюдаться на экране в нулевом порядке дифракционной картины, если перед щелью поставить зеленый светофильтр?
Ответ:
Зелёная полоса
-
Какие волны называются когерентными?
Ответ:
Волны с одинаковой длиной волны и постоянной во времени разностью фаз.