Роботи icon

Роботи




Скачати 68.88 Kb.
НазваРоботи
Дата01.06.2012
Розмір68.88 Kb.
ТипДокументи

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО





МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ЩОДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

З НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ “ФІЗИКА

“ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРІОДУ ДИФРАКЦІЙНОЇ ҐРАТКИ”

(РОЗДІЛ “ХВИЛЬОВА ОПТИКА”)

ДЛЯ СТУДЕНТІВ ТЕХНІЧНИХ СПЕЦІАЛЬНОСТЕЙ

ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ





КРЕМНЧУК 2011

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення періоду дифракційної ґратки” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання.


Укладач: асистент Журав В.В.


Рецензент:


Кафедра фізики


Затверджено методичною радою КНУ імені Михайла Остроградського

Протокол №____ від «____» ____________ 2011р.


Заступник голови методичної ради ______________ доц. С.А. Сергієнко

^ ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3-3

ВИЗНАЧЕННЯ ПЕРІОДУ ДИФРАКЦІЙНОЇ ҐРАТКИ

Тема роботи: Дифракція світла.

Мета роботи: Вивчення дифракції світла на дифракційній ґратці, визначення періоду дифракційної ґратки за дифракційною картиною.

Технічне обладнання

Установка для дослідження дифракції світла на дифракційній ґратці з освітлювачем, трансформатором і екраном, дифракційна ґратка, лінійка.

Загальні вказівки

Оригінал прозорої дифракційної ґратки являє собою прозору пластинку, на яку нанесені різцем ділильної машини паралельні штрихи. На 1 мм довжини ґратки наноситься від 50 до 2500 штрихів. У лабораторному практикумі застосовуються репліки (копії) оригінальних ґраток. Прозорий проміжок між двома сусідніми штрихами являє собою вузьку щілину. Сумарну ширину щілини а й штриха b називають сталою або періодом дифракційної ґратки c:

c = a + b.

Число штрихів і щілин на одиниці довжини ґратки

. (12)

Припустимо, що на дифракційну ґратку падає нормально плоска монохроматична світлова хвиля довжиною ?. Кожна точка кожної щілини ґратки стає джерелом вторинних хвиль, що йдуть в усіх напрямках простору, внаслідок чого світлові хвилі огинають штрихи ґратки під різними кутами дифракції ?. На екрані кожна щілина створює свою дифракційну картину, однак цей ефект тут головної ролі не відіграє, тому що центральні максимуми від кожної щілини мають малу інтенсивність. Для дифракційної ґратки основну роль грає інтерференція світлових хвиль, що йдуть від різних щілин ґратки. Різниця ходу променів, що йдуть під кутом ? від відповідних точок двох сусідніх щілин

.

Інтерференційні максимуми спостерігаються для кутів дифракції, що задовольняють умову

, (13)

де k = 0, 1, 2, 3,... – порядковий номер максимуму;

інтерференційні мінімуми – для кутів дифракції, що задовольняють умову

,

де k – порядковий номер мінімуму.

Дифракційна картина білого світла складається із центрального максимуму й ряду спектрів, симетрично розміщених обабіч від центрального максимуму (рис. 10). Порядковий номер максимуму називають порядком спектру.

Роздільна сила дифракційної ґратки – це відношення

,

де ?? – мінімальна різниця довжин хвиль ліній спектру ? і ? + ??, які в дифракційній картині видні роздільно. Роздільна сила дифракційної ґратки залежить від порядку спектру й числа щілин ґратки:

.

Метод вимірювання

Лабораторна установка показана на рис. 10, а її схема на рис. 11. Біле світло від лампи Л, проходячи через конденсор К паралельним пучком променів падає на дифракційну ґратку Д.

На екрані Е спостерігається дифракційне зображення нитки розжарювання лампи у вигляді центрального максимуму 0 (біле світло) і ряду спектрів першого, другого й вищих порядків.

Відстань h від середини центрального максимуму до кожної області спектру знаходиться за міліметровою шкалою екрана, відстань l від дифракційної ґратки до екрана вимірюється лінійкою. Для світлових хвиль довжиною ? в спектрі до k -го порядку

.

Період дифракційної ґратки

. (14)

Відносна похибка визначення періоду дифракційної ґратки

. (15)

Числові значення ? задані з відносною похибкою , абсолютні похибки ?l і ?h визначаються як номінальні похибки лінійки й шкали екрану. Довжини хвиль центральних областей спектру: червоної – 660 нм, зеленої – 550 нм, синьої – 430 нм.

Виконання роботи

  1. Ввімкнути в мережу трансформатор лампи-освітлювача й шляхом переміщення екрана одержати в його центрі чітке зображення нитки розжарювання лампи (центральний максимум). Виміряти відстань l.

  2. Проспостерігати на екрані спектри першого, другого й вищих порядків. Виміряти h вправо й вліво від центрального максимуму для центральних червоної, зеленої й синьої частин спектру 2-го і 3-го порядків. Вимкнути лампу-освітлювач.

  3. Для центральних червоної, зеленої й синьої областей спектру за результатами вимірювань знайти середнє значення h.

  4. Застосувавши формулу (14), визначити період дифракційної ґратки за заданими довжинами хвиль для червоної, зеленої й синьої областей спектру. Визначити середнє значення періоду дифракційної ґратки.

  5. За формулою (15) знайти відносну похибку вимірювання періоду ґратки.

  6. За формулою (12) визначити число штрихів ґратки на 1 мм її довжини, взявши за с його середнє значення.

  7. Результати вимірювань і розрахунків занести до табл. 3.

Таблиця 3

Область спектру

?, м

k

h, м

с, м

l, м

Е, %

Зліва

Справа

Середн.

Червона

6,60·10-7






















Зелена

5,50·10-7













Синя

4,30·10-7













сср = мм

n = 1/мм

Зміст звіту: назва й номер лабораторної роботи, схема установки, розрахункові формули, таблиця результатів роботи.

Контрольні питання

  1. Що таке дифракція світла? Як пояснюється це явище на основі принципу Гюйгенса?

  2. Що таке період або стала дифракційної ґратки?

  3. Поясніть утворення дифракційної картини монохроматичного й білого світла від багатьох щілин.

  4. При якій оптичній різниці ходу світлових хвиль утворюються інтерференційні максимуми й мінімуми?

  5. Як залежить кут дифракції від довжини світлової хвилі?

  6. Що таке роздільна сила дифракційної ґратки? Як вона залежить від числа щілин і порядку спектру?

  7. Як визначити найбільший порядок максимуму дифракційної ґратки, і число всіх максимумів, якщо задана довжина хвилі й період дифракційної ґратки?

  8. Дифракційна ґратка розділяє хвилі з довжинами 540 і 541,2 нм. Як визначити роздільну силу дифракційної ґратки?

Література: [1, т. 3, § 6.3; 2, т. 2, § 126,130; 3, с. 169-170].


^ СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

  1. Детлаф А.А. и др. Курс физики. - М.: Высш.шк., 1972, - Т.3.

  2. Савельев И.В. Курс общей физики. - М.: Наука, 1972. - Т.2.

  3. Физический энциклопедический словарь. - М.: Сов.энцикло­педия, 1983.

Зайдель А.Н. и др. Таблицы спектральных линий. - М.: Наука, 1962.

Методичні вказівки щодо виконання лабораторної роботи з навчальної дисципліни “Фізика” “Визначення періоду дифракційної ґратки” (розділ “Хвильова оптика”) для студентів технічних спеціальностей денної та заочної форм навчання.


Укладач: асистент Журав В.В.


Відповідальний за випуск зав. кафедри фізики О.І.Єлізаров


Підп. до др._____________. Формат 60Ч84 1/16. Папір тип. Друк ризографія.

Ум. друк. арк. _________. Наклад________прим. Зам. №_____. Безкоштовно.


Видавничий відділ

Кременчуцького національного університету

імені Михайла Остроградського

вул. Першотравнева, 20, м. Кременчук, 39600

Схожі:

Роботи iconМіністерство освіти І науки України
Усі ці елементи бакалаврської роботи як форми наукової та навчальної роботи є безумовними складовими практичної роботи кожного психолога,...
Роботи iconМіністерство освіти І науки України
Усі ці елементи курсової роботи як форми наукової та навчальної роботи є безумовними складовими практичної роботи кожного психолога,...
Роботи iconОрганізація самостійної роботи з екстернами
Організаційна робота у цьому напрямі включає складання плану роботи, підготовку методичної документації з самостійної роботи, розробку...
Роботи iconПлан роботи Відділу освітньо-виховної роботи та організації дозвілля Івано-Франківського національного медичного університету
...
Роботи iconМетодичні рекомендації до виконання та захисту для студентів психологічних відділень
Усі ці елементи курсової роботи як форми наукової та навчальної роботи є безумовними складовими практичної роботи кожного психолога,...
Роботи iconМетодичні вказівки для самостійної роботи студента
Формою самостійної роботи, крім реферату є виконання тематичної контрольної роботи за запропонованими варіантами
Роботи iconНаціональний університет „Львівська політехніка” кафедра соціології та соціальної роботи
Теоретична соціологія”,„Теорії та методи соціальної роботи”, „Вступ до практичної соціальної роботи”, „Соціальна політика в Україні”,...
Роботи iconН. А. Тюхтенко керівника відділу методичної роботи і практик доцента І.І. Карташової Службова Відповідно до регламент
Відповідно до регламенту роботи університету у термін з 12. 11. 2012 р по 23. 11. 2012 р відділом методичної роботи і практик була...
Роботи iconПлан роботи цкдс івано-Франківського національного медичного університету на 2011-2012 н р
Організація роботи гуртків художньої самодіяльності на 2011-2012н р відбір учасників,узгодження репертуару та графіків роботи
Роботи icon• один автор може опублікувати лише одну роботу або дві роботи у спів
Структура друкованої роботи: назва роботи великими літерами українською або російською мовою в разі
Роботи icon• один автор може опублікувати лише одну роботу або дві роботи у спів
Структура друкованої роботи: назва роботи великими літерами українською або російською мовою в разі
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи