3. Измеряемый объект

Измеряемым объектом является прозрачная дифракционная решетка (дифракционная решетка, работающая на просвет) (рис.1).

Она представляет собой хорошо отполированную стеклянную пластинку, на которую нанесен ряд параллельных штрихов. Штрихи играют роль непрозрачных промежутков, прозрачные участки между штрихами играют роль щелей. Шагом, или периодом решетки называют промежуток, включающий штрих и про­свет, т. е.

d = a + b, (1)

здесь а — ширина щели; b — ширина непрозрачного промежутка между щелями. Величина обратная периоду называется постоянная решетки. Она численно равна числу штрихов на единицу длины решетки.

, (2)

где n – постоянная решетки.

4. Принцип метода измерения и рабочая формула

Предположим, что на дифракционную решетку нормально к ее поверхности падает параллельный пучок монохромати­ческого света. Свет дифрагирует на узких щелях и, разбиваясь решеткой на совокупность когерентных пучков, – интерферирует.

Поскольку (а + b) = d, то окончательная формула будет выглядеть так

d^.sin = ±k . (3)

Это соотношение определит положение главных максимумов для данной световой волны.

При освещении решетки монохроматическим светом на экране видна центральная яркая линия, соответствующая нулевому или центральному максимуму освещенности. По обе стороны от нее располагаются максимумы более высоких порядков (рис.2).

5. Экспериментальная установка в статике и динамике

Установка представлена на рис. 3 и состоит из:

1 – источник электромагнитного излучения (гелий – неоновый лазер ЛГН-207А)

2 – дифракционная решетка

3 – экран

4 – оптическая скамья, на которой смонтированы перечисленные выше элементы.

Лазерный луч падает на дифракционную решетку (2) перпендикулярно ее поверхности, дифрагирует и попадает на экран (3), где отчетливо наблюдаются максимумы нулевого, первого, второго и третьего порядков.

4

3

2

1

Рис.3.

6. Порядок выполнения работы

1. Включить блок питания лазера ЛГН-207А.

2. При помощи ручек управления предметного столика лазера совместить нулевой (центральный) максимум с началом отсчета шкалы экрана.

3. Установить экран на оптической скамье на таком расстоянии, чтобы наблюдать максимумы вплоть до третьего порядка. При этом расстояние между максимумами должно быть максимально возможным.

4. По шкале экрана измерить расстояния Х₁, Х₂ и Х₃ между максимумами первого, второго и третьего порядков (см. рис. 2). Результаты занести в форму 1.

Форма 1

N п/п	Расст. между max 1^го порядка	Расст. между max 2^го порядка	Расст. между max 3^го порядка	Расст. между экраном и дифр. решеткой
	Х1, [м]	Х2, [м]	Х3, [м]	l, [м]
1
2
…
10
среднее