ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.07.2024
Просмотров: 36
Скачиваний: 0
ЛАБОРАТОРНА
РОБОТА № 5.2
Вимірювання довжини світлової хвилі за допомогою
дифракційної гратки.
Мета: дослідним шляхом за допомогою дифракційної гратки визначить довжину світлової хвилі різних кольорів, порівняти одержане значення з табличним та пояснити причину розбіжності.
Обладнання: джерело світла, дифракційна гратка на лінійці.
Теоретичні відомості.
Світло, коли проходить через вузьку щілину, огинає її, тому спостерігається явище дифракції. На екрані в одну й ту ж точку потрапляє два промені: той, що проходе через середину щілини, і той, що огинає її край. Потім це два промені інтерферують, так як вони є когерентними. Отже явище дифракції супроводжується появою інтерференційної картини.
Для білого світла інтерференційна картина на екрані має вигляд різнокольорових смуг на чорному фоні. Максимуми спостерігаються у тих точках, до яких різниця хода променів кратна цілому числу довжин хвиль:
.
Так як кути дифракції малі, то
,
де d
– період дифракційної гратки,
a
– відстань від щілини до кольорового
максимуму,
b
– відстань від дифракційної гратки до
екрана, k
– номер максимуму,
- довжина світлової хвилі.
Установка складається з лінійки 1, що прикріплена до стержня 2. Стержень розташовують у отворі підставки та затискують за допомогою гвинта 3. По лінійці може рухатися повзунок 4, що має вигляд екрана 5 з поділками. З іншого боку лінійки приєднана дифракційна гратка 6.
Розрахункова
формула:
.
Порядок виконання.
-
Екран приладу розташуйте так, щоб на ньому можна було побачити спектри першого та другого порядку.
-
Визначте по лінійці 1 відстань b.
-
Визначте за поділками, що є на екрані 4, відстані a для червоного, фіолетового, зеленого кольору спектра першого та другого порядку зліва та справа.
-
Розрахуйте довжини хвиль червоного, зеленого та фіолетового кольору.
-
Заповніть таблицю.
-
Розрахуйте відносну похибку визначення довжини світлової хвилі за формулою:
,
де
червоного=760
нм,
фіолетового=400нм,
зеленого=
500нм. -
Зробіть висновок.
|
Кольори світла |
d, мм |
k |
b, мм |
азліва, мм |
асправа, мм |
асередне, мм |
|
|
|
червоний |
0,01 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
червоний |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
зелений |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
зелений |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
фіолетовий |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
фіолетовий |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
,
мм
,
%
Контрольні питання.
-
Чому головний максимум білого кольору, а всі інші максимуми мають кольорове розфарбування?
-
Чому максимуми є як зліва, так і справа?
-
Який вид має інтерференційна картина для монохроматичного світла?
-
Від чого залежить вид дифракційної картини у тонких плівках?
-
Чому у природі не існує когерентних джерел світла?
-
У чому полягає явище дисперсії?
Література.
-
Савельєв І.В. Курс фізики Т.2, 3.Изд. 3-е, М.: Наука,1986.
-
Детлаф А.А. та ін. Курс фізики. М.: Вища школа, 1973.
-
Дущенко В.П. Фізичний практикум К.: Вища школа, 1 ч., 1981.
-
Базакуца В.А. та ін. Лабораторний практикум по фізиці. Харків: ХГУ, 1969.