Порядок выполнения работы

Лабораторная работа выполняется в следующем порядке.

1. Включить лазер.

2. Собрать установку согласно рис. 2.11.

3. Установить линзу 4 так, чтобы на экране наблюдались одно или два кольца дифракционной картины и минимум освещенности в центре картины.

4. Определить значения и .

5. Медленно приближая линзу 4 к экрану и наблюдая на экране изменение освещенности, отсчитать переходов освещенности между минимумом и максимумом в центре картины.

6. Зафиксировав линзу после пяти изменений освещенности, определить расстояние и .

7. По формулам (2.22) и (2.23) рассчитать величины , , , .

8. По формуле (2.21) рассчитать радиус отверстия r.

9. Повторить измерения три раза. Определить среднее значение . Оценить погрешность измерения .

10. Все результаты занести в табл. 2.1.

Таблица 2.1

№ п/п

1 2 3 4 5

11. Сделать вывод по результатам работы.

Лабораторная работа № 5

ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ БЕЛОГО СВЕТА

НА ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКЕ

Цель работы  определение границ видимой части спектра лампы накаливания.

Оборудование: источник света (лампа накаливания), экран со щелью и шкалой, прозрачная дифракционная решетка.

Описание лабораторной установки

Установка для измерения длин волн видимых границ спектров излучения состоит из лампы накаливания 1, экрана со щелью 2 и дифракционной решетки 3 (рис. 2.13).

В качестве источника света 1 используется лампа накаливания, дающая непрерывный спектр излучения (белый свет). Приемником излучения является глаз экспериментатора, который фиксирует видимую часть спектра с фиолетовой границей (400 нм) и красной (760 нм).

Экран со щелью 2 снабжен измерительной шкалой, которая позволяет фиксировать положение полос, соответствующих максимумам интенсивности наблюдаемой дифракционной картины, даваемой дифракционной решеткой.

В качестве дифракционной решетки 3, используется реплика (отпечаток) с гравированной решетки, которая содержит 100 штрихов на 1 мм длины.

Свет, прошедший через щель 2 и решетку 3, попадает на хрусталик глаза, который играет роль собирающей линзы 4. Дифракционная картина получается на сетчатке глаза, соответствующей фокальной плоскости линзы 5. Положение полос дифракционной картины по отношению к максимуму нулевого порядка (белая полоса в центре экрана) задается расстоянием . Угол дифракции  выражается через расстояние от экрана до решетки и . Используя условие главных максимумов для дифракционной решетки, длину волны наблюдаемых полос можно вычислить из соотношения (2.19а)

где – постоянная решетки.

Учитывая, что для спектров малых порядков ( = 1, 2) , можно считать

Следовательно,

Выражение (2.24) является рабочей формулой для определения длины волны границ главных дифракционных максимумов.