50226

Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної гратки

Лабораторная работа

Физика

При цьому кут між напрямком зору на нульовий максимум і максимум довільного порядку дорівнює куту дифракції який забезпечує умову ; . 2 З аналізу останнього співвідношення випливає що різним довжинам хвиль у максимумі одного порядку відповідають різні значення кута дифракції. Тому на...

Украинкский

2014-01-18

170.5 KB

23 чел.


 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  і . 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

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

Рис. 1

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

Таблиця 1

Кольори смуг

х, м

l1, м

1, м

      l2, м

     2, м

      сер м

, м

, %

Червоний

Зелений

Фіолетовий

Контрольні запитання

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


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

21787. Риск как экономическая категория 80 KB
  Понятие риска его основные элементы 2. Причины возникновения риска 3. Общие принципы классификации риска 4. Факторы влияющие на уровень экономического риска 1.
21788. Система количественных оценок риска 94 KB
  Как отмечалось ранее тема 2 одним из наиболее распространенных методов количественной оценки риска является статистический метод. Главными инструментами статистического метода расчета риска являются: среднее значение х изучаемой случайной величины последствий какоголибо действия например дохода прибыли и т. как случайные величины подчиняются закону близкому к нормальному широко используется в литературе по проблеме количественной оценки экономического риска.
21789. Теоретические аспекты риск-менеджмента 70 KB
  Основные принципы управления рисками 3. Анализ риска 4. Методы количественного анализа риска 1. Содержание рискменеджмента Рискменеджмент – система управления рисками на предприятии которая представляет собой совокупность методов приемов и мероприятий позволяющих в определенной степени прогнозировать наступление рисковых событий и принимать меры к исключению или снижению отрицательных последствий наступления таких событий.
21790. Риск и доход 72 KB
  Величина FV показывает будущую стоимость сегодняшней величины PV при заданном уровне доходности. Концепция риска и доходности в финансовом менеджменте Риск и доходность в финансовом менеджменте и анализе рассматриваются как две взаимосвязанные категории. Активы с которыми ассоциируется относительно больший размер возможных потерь рассматриваются как более рисковые; вполне естественно что к таким активам предъявляются и большие требования в отношении доходности.
21791. Управление рисками и антикризисное управление 81 KB
  Главная задача антикризисного управления обеспечение такого положения предприятия на рынке когда оно может преодолеть временные трудности в том числе и финансовые посредством использования всех возможностей современного менеджмента. главной целью его является обеспечение стабильного положения на рынке компании при любых экономических политических и социальных изменениях в стране; в его рамках применяются в основном те управленческие инструменты которые наиболее эффективны в устранении временных финансовых затруднений и решении других...
21792. Санитарные требования к транспортированию, приему, хранению, механической кулинарной обработке пищевых продуктов 75 KB
  ПЛАН ЛЕКЦИИ : Санитарные требования к транспортированию пищевых продуктов. Санитарные требования к приему и хранению пищевых продуктов. Санитарные требования к механической кулинарной обработке пищевых продуктов.
21793. Санитпрные требования к содержанию предприятий общественного питания 110.5 KB
  Санитарные требования к содержанию территории и помещений предприятий общественного питания. Цель способы и средства дезинфекции в предприятиях общественного питания. Гигиена и санитария общественного питания: Учебник для техн.
21794. Санитарные требования к тепловой обработке пищевых продуктов, хранению и раздаче готовой пищи 91 KB
  Санитарные требования к изготовлению кремовых изделий и пирожков во фритюре. Органолептическими признаками готовности мясных изделий являются выделение бесцветного сока в месте прокола и серый цвет на разрезе продукта при этом температура в центре готовых изделий должна быть не ниже 85 град. C для натуральных рубленых изделий и не ниже 90 град. C для изделий из котлетной массы.
21795. Гигиенические требования к факторам внешней среды и благоустройству предприятий общественного питания 112.5 KB
  Гигиена воздуха: а физические свойства воздуха; б химический состав воздуха; в загрязнение воздуха вредными примесями влияющими на организм и условия труда работников предприятия общественного питания. При этом оценивая влияние различных факторов внешней среды на организм человека обычно выделяют преимущественный фактор который по своим параметрам имеет наибольшее отклонение от требований организма человека например повышенная температура воздуха или запылённость его. 2 вопрос – Гигиена воздуха Среди факторов внешней среды...