Последовательно для каждого из трех светофильтров (синий, зеленый, красный) проведите следующие действия и измерения:
1. Установите один из светофильтров в кассету, расположенную перед линзой проекционного фонаря.
2. Включите лампу проекционного фонаря в сеть напряжением 220 В.
3. Перемещая экран по направляющим оптической скамьи, установите одно из трёх заданных преподавателем значений l.
4. Наблюдая дифракционные максимумы 1-го и 2-го порядков, определите их положение на экране, измеряя величины х1 и х2 (х1 – расстояние между максимумами 1-го порядка, а х2 – расстояние между максимумами 2-го порядка). Занесите данные измерений в таблицу.
Проделайте те же измерения и для других значений l.
5. Повторите те же действия для двух других светофильтров и также занесите полученные данные измерений в таблицу.
6. Рассчитайте по рабочей формуле длину волны света в каждом из опытов (постоянная d дифракционной решётки указана на её оправе).
Для удобства расчета величины l, х1, х2 выразите в мм, а величину d выразите в нм, тогда конечный результат (длина волны λ) будет выражена в нм (1 нм = 10-9 м = 10-6 мм ).
|
|
7. Определите среднее значение длины волны для каждого светофильтра:
и стандартную погрешность измерения длины волны:
(нм).
Эти результаты также занесите в таблицу.
8. Вычислите относительную погрешность измерения
и запишите окончательный результат работы в виде:
λ = < λ > ± Δλ (нм) с δλ = … (%).
Постоянная решётки d = _____ нм.
Таблица
Цвет светофильтра – синий
Расстояние l (мм) | Порядок спектра m | Расстояние между максимумами хm (мм) | Длина волны λ (нм) | Результат <λ> ± Δλ (нм) |
Цвет светофильтра – зелёный
Расстояние l (мм) | Порядок спектра m | Расстояние между максимумами хm (мм) | Длина волны λ (нм) | Результат <λ> ± Δλ (нм) |
Цвет светофильтра – красный
Расстояние l (мм) | Порядок спектра m | Расстояние между максимумами хm (мм) | Длина волны λ (нм) | Результат <λ> ± Δλ (нм) |
Контрольные вопросы
1. Дайте определение интерференции и дифракции световых волн.
2. Какие источники световых волн называются когерентными?
3. Сформулируйте принцип Гюйгенса – Френеля.
4. Опишите устройство дифракционной решётки и приведите формулу
|
|
дифракционной решётки.
5. Почему дифракционная решетка разлагает белый свет в спектр?
Для вопросов и задач, приведенных далее, выберите правильный вариант
ответа:
6. Половина дифракционной решетки пеpекpывается с одного конца непpозpачной пpегpадой, в результате чего число штрихов уменьшается. Что изменится при этом?
А. Расстояние между главными максимумами.
B. Постоянная решетки.
C. Яркость максимумов.
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) Все эти параметры; 2) Только C;
3) А и В; 4) A и C.
7. Одна и та же дифракционная решетка освещается различными монохроматическими излучениями. Какой рисунок соответствует случаю освещения светом наибольшей частоты? (J – интенсивность света, j – угол дифракции)
ВАРИАНТЫ ОТВЕТОВ:
1) А; 2) Б;
3) В; 4) Г;
5) Для ответа недостаточно данных.
8. Имеются 4 решетки с различными постоянными d, освещаемые одним и тем же монохроматическим излучением различной интенсивности. Какой рисунок иллюстpиpует положение главных максимумов, создаваемых дифракционной решеткой с наибольшей постоянной решетки? (J – интенсивность света, j –угол дифракции)