Лабораторна робота №31 Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної гратки

Назва	Лабораторна робота №31 Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної гратки
Дата	15.09.2012
Розмір	46.06 Kb.
Тип	Документи

Лабораторна робота № 31

Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної ГРАТКИ

Мета роботи

Дослідження явища дифракції світла на дифракційній гратці та знаходження довжини світлової хвилі

Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть явища дифракції світла (§2.2.1), принципи Гюйгенса і Гюйгенса–Френеля (§2.2.1), вміти описати дифракцію Фраунгофера на дифракційній гратці (§2.2.5)

Прилади і обладнання

Джерело світла, екран з двома щілинами, одновимірна дифракційна гратка, світлофільтри

Теоретичні відомості та опис установки

Одна з умов одержання дифракційного спектру від дифракційної гратки є використання збиральної лінзи. Її роль може відігравати і кришталик ока, який збирає на своїй сітківці паралельні пучки променів, одержані внаслідок дифракції.

Якщо на шляху променів від джерела світла до дифракційної гратки розмістити екран з щілиною, то око бачитиме дифракційний спектр у площині екрана. При цьому, кут між напрямком зору на нульовий максимум і максимум довільного порядку

дорівнює куту

дифракції, який забезпечує умову

; (

). (1)

Звідси

. (2)

З аналізу останнього співвідношення випливає, що різним довжинам хвиль у максимумі одного порядку відповідають різні значення кута

дифракції. Тому на екрані максимуми даного порядку

для різних довжин

хвиль випромінювання просторово розділені. Крім цього, вираз (2) дозволяє знаходити довжину хвилі за відомими значеннями

. Якщо прийняти, що

– відстань між максимумами

– го порядку, які знаходяться по обидва боки від нульового максимуму, а

– відстань між екраном та дифракційною граткою (

<<l), то для визначення sin використовують умову:

. (3)

Тоді довжина світлової хвилі  може бути визначена таким чином:

. (4)

У даній лабораторній роботі в якості джерела світла використовується екран з двома щілинами. Щілини вирізані таким чином, що дифракційні картини від них знаходяться одна над одною. Відстань між щілинами по горизонталі дорівнює

. Так як відстані між сусідніми максимумами в дифракційному спектрі при зданому значенні

є однаковими, то

і буде визначати відстань між вибраними максимумами

– го порядку (рис. 1).

Пересуванням решітки вздовж оптичної лави можна досягти збігання спектрів першого, другого та інших порядків від обох щілин.

Послідовність виконання роботи

Увімкнути освітлювач в мережу 220 В.
Розмістити дифракційну гратку в рейтері.
Виміряти відстань х між щілинами на екрані.
Пересуванням дифракційної гратки вздовж оптичної лави досягти збігання червоних смуг спектрів першого порядку від обох щілин. Виміряти відстань від дифракційної гратки до екрана.
Обчислити довжину хвилі для червоних смуг спектрів першого порядку (стала дифракційної гратки ) за формулою (4).
Пересуванням дифракційної гратки досягти збігання червоних смуг спектрів другого порядку та виміряти .

Рис. 1

Обчислити для червоних смуг спектрів другого порядку.
Обчислити середнє значення довжини  хвилі для червоної ділянки спектру.
Повторити досліди для зелених і фіолетових смуг у спектрах першого та другого порядків і розрахувати відповідні значення довжин хвиль.
Результати вимірювань і обчислень записати в таблицю1.

Таблиця 1

Кольори смуг	х, м	l₁,м	₁, м	l₂, м	₂, м	_серм	, м	, %
Червоний
Зелений
Фіолетовий

Контрольні запитання

У чому полягає дифракція світла і які умови необхідні для її спостереження?
Дайте визначення, що називається одновимірною дифракційною граткою?
Поясніть умови виникнення максимумів і мінімумів при дифракції на одновимірній гратці.
Як змінюється інтенсивність максимумів із зростанням їх порядку в дифракційних спектрах?
Чому при зменшенні сталої дифракційної гратки збільшується відстань між головними максимумами?
Що називається роздільною здатністю дифракційної гратки?
В яких оптичних приладах використовується дифракційна гратка?

Схожі:

	Лабораторна робота №25 Визначення довжини світлової хвилі за допомогою біпризми Френеля Визначити довжину хвилі червоного, зеленого І синього випромінювання за допомогою біпризми Френеля		Лабораторна робота №20 Дослідження дифракції Фраунгофера на двох щілинах у світлі лазера І визначення довжини хвилі лазера
	Оптичний мiкрометр автори: Гевелюк С. А., Дойчо І. К Оскільки зсув дифракційної картини на одну смугу відповідає змінюванню розміру об’єкту на половину довжини хвилі джерела світла,...		Оптичний мiкрометр автори: Гевелюк С. А., Дойчо І. К Оскільки зсув дифракційної картини на одну смугу відповідає змінюванню розміру об’єкту на половину довжини хвилі джерела світла,...
	Лабораторна робота 61 біпризма френеля 61 Мета роботи Вивчити інтерференцію світла, що виникає при використанні біпризми Френеля, визначити довжину світлової хвилі І показника заломлення...		Документи 1. /1. Визначення довжини хвил_ за допомогою дифракц_йнох гратки.doc 2. /2....
	Звіт з лабораторної роботи №21 Вивчення електронного мікроскопа та визначення довжини хвилі де Бройля1 студента групи дата Визначити довжину хвилі де Бройля, користуючись ефектронограмами металічних полікристалічних зразків		Звіт з лабораторної роботи №21 Вивчення електронного мікроскопа та визначення довжини хвилі де Бройля1 студента групи дата Визначити довжину хвилі де Бройля, користуючись ефектронограмами металічних полікристалічних зразків
	Лабораторна робота №25 визначення концентрації цукру в розчині за допомогою сахариметра мета роботи Оволодіти поляриметричним методом визначення концентрації цукру в розчині за допомогою сахариметра		Звіт з лабораторної роботи №22 визначення параметрів дифракційної решітки за допомогою лазера1 студента групи дата Експериментально переконатися у тому, що лазерне випромінювання є монохроматичним

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