Порядок выполнения работы

1. Соберите схему опыта согласно рис. 2. Для этого лазер в оправе и на рейтере ставится в положение 7 направляющей (см. рис. 3).

Рис.3. Направляющая

 

Экран с закрепленным на нем магнитами листом бумаги ставится на рейтере в положение 1 направляющей. Включите лазер. Внимание! Все наблюдение ведется только по рассеянному свету с экрана. На экране появится пятно лазера. Сделайте карандашную зарисовку рассеяния луча на экране. В паз 6 направляющей поместите короткофокусную линзу в оправе и на рейтере. На экране пятно лазера сильно расширится. Выставите линзу так, чтобы расширенное изображение пятна лазера было соосно с отмеченным карандашом прежним положением луча лазера на экране. Ослабив крепление лазера в оправе, поверните измеритель лазера так, чтобы вытянутый размер пятна лазера был перпендикулярен лабораторному столу. После этого закрепите лазер в оправе.

После того, как лазер и линза будут съюстированы, передвиньте линзу в крайнее положение паза 6, ближайшее к экрану. Между линзой и лазером установите на рейтер паза 6 оправу для закрепления образцов. Поместите в оправу образец, например, решетку. Передвиньте линзу вплотную к образцу. Добейтесь четкого изображения решетки на экране. Карандашом сделайте отметки (зарисовки) изображения решетки на экране. Затем бумага сдвигается, и картинка отмечается снова. Измерьте расстояние от лазера до объекта; от линзы до экрана. Снимите бумагу с экрана. По зарисовкам найдите величины d и b решетки. Определите ошибки.

2. Предложенным в п.п.1 способом найдите параметры сеток (размер проволочки, размер ячейки, период сетки)

3. Соберите схему опыта по исследования явления саморепродукции рис.3. В соответствии с рекомендациями п.п.1, в собранной схеме короткофокусную линзу передвиньте вплотную к решетке. Получите четкое увеличенное изображение решетки на экране. Сделайте зарисовку. Медленно отодвигайте линзу от объекта до тех пор, пока на экране снова не появится четкое увеличенное изображение. В этом случае передняя фокальная плоскость линзы совпадает с плоскостью первого саморепродуцирования изображения. Измерьте положение первого саморепродуцированного изображения и найдите значение z ₁, и, передвинув бумагу на экране, сделайте зарисовку. После этого снова сдвигайте линзу дальше вдоль луча лазера до появления второго саморепродуцированного изображения решетки. Снова сделайте измерения положения плоскости саморепродукции, найдите значение z ₂ и сделайте зарисовку. Продвигайте линзу вдоль луча лазера до тех пор, пока появляются саморепродуцированные изображения, одновременно замеряя положение саморепродуцированного изображения значение z _n и делая зарисовки.

Если длина паза не позволяет двигать линзу вдоль луча лазера, от рейтера отвинтите сухарь-ограничитель. После этого поставьте рейтер прямо на направляющую и продолжайте опыт. Проведя серию измерений, по их результатам найдите значения величины z ₀. Используя значения параметров решетки d и b, найдите с помощью (1) величину z₀ и сравните результаты.

На каждом из рисунков посчитайте количество четко видимых элементов решетки N. Убедитесь в справедливости оценки (6).

4. Заполнить таблицу 1:

Таблица 1

№ опыта	х, ∙10-2 м	у, ∙10-2 м	zn опыт, ∙10-2 м	zn теор, ∙10-2 м

x – расстояние от лазера до объекта;

y – расстояние от линзы до экрана;

p – расстояние от лазера до экрана;

d – период решетки;

b – размер щели.

 

Контрольные вопросы:

1. В чем сущность принципа Гюйгенса-Френеля?

2. В чем сущность принципа Релея?

3. Объяснить суть явления саморепродукции.

4. Какие объекты для исследования можно использовать в данной лабораторной работе?

 

Правила по технике безопасности:

1. Во время лабораторной работы запрещается направлять луч лазера на людей, отходить от приборов и установок, находящихся под напряжением, заниматься посторонними делами.

2. Все наблюдения вести только по рассеянному свету на экране.

3. В случае прекращения подачи электроэнергии необходимо отключить все источники питания на рабочем месте.

4. Не брать руками оптические приборы (линзы, лупы, решетки и т.д.) за рабочие поверхности.

5. После работы убрать свое рабочее место, выключить установку.

 

Литература

1. F. Talbot. Phil. Mag., 1836, 9, р. 401.

2. А.П.Смирнов. Оптика и спектроскопия. 1979, 46 №5 с. 574-578

3. Ландсберг Г.С. Оптика - М.: «Наука», 1976 г.

4. Саржевский А. М. Оптика – М.: «Едиториал УРСС», 2004 г.

5. Трофимова Т.И. Курс физики – М.: «Высшая школа», 2003 г.