Порядок выполнения работы. I. Дифракция света на одномерной дифракционной решетке

I. Дифракция света на одномерной дифракционной решетке

1. По приложению к лабораторным работам (прил. 1) ознакомиться с универсальной лабораторной установкой.

2. Вывести из рабочей зоны оптические узлы 4, 5, 6, 7 за исключением защитного экрана 3, плавно поворачивая их в левую сторону до «упора».

3. На верхнюю крышку электронного блока 24 положить лист белой бумаги, который играет роль экрана.

4. Убедиться, что кнопки 25 и 17 электронного блока отжаты.

Внимание! Запрещается вставлять и вынимать вилку питания при нажатой кнопке «Сеть», а также включать и выключать кнопку «Сеть» при включенном лазере.

5. Включить электропитание установки, нажав кнопку 22 «Сеть».

6. Включить лазер, нажав кнопку 17, при этом должен загореться индикатор 14.

Внимание! Категорически запрещается смотреть на прямое лазерное излучение, вносить в рабочую область различные отражающие предметы (браслеты, зеркала, кольца и т. д.).

7. Установить пиктограмму с одномерной дифракционной решеткой, повернув турель 2 вокруг своей оси так, чтобы дифракционная решетка пересекала лазерный луч.

8. Ручку с риской , которая вращает дифракционную решетку установить на (дифракционная решетка должна быть перпендикулярна световому лучу лазера, т. е. ).

9. Карандашом отметить положение центров главных максимумов первых трех порядков (красные полосы) и центрального максимума.

10. Миллиметровой линейкой измерить расстояние между максимумами и порядков. Значение занести в табл. 1.

11. Вычислить постоянную дифракционной решетки по формуле (5)

,

где , .

Значения занести в табл. 1.

12. Найти абсолютную и относительную погрешности вычисления постоянной дифракционной решетки по методу косвенных невоспроизводимых измерений.

13. Повторить пункты 8–12 для угла , равного и .

14. Вычислить значение величины по формуле (8):

,

где – найденное значение при и занести в табл. 1.

 

Таблица 1

Угол падения	Порядок спектра	, мм	, мм	, мкм	, мкм	, мкм	, %	, мкм

 

II. Дифракция света на двумерной дифракционной решетке

15. Установить пиктограмму двумерной дифракционной решетки, поворачивая турель 2 вокруг своей оси так, чтобы она пересекала лазерный луч.

16. Ручку с риской , которая вращает двумерную дифракционную решетку, установить на (т. е. ). На экране должна появиться дифракционная картина согласно рис. 4.

17. Карандашом отметить положение (точки) максимумов первых трех порядков относительно центрального вдоль осей X и Y, т.е. от максимума (0; 0) по осям X и Y поставить точки аналогичные тем, которые приведены на рис. 4 данного методического указания.

18. Миллиметровой линейкой измерить расстояние и между максимумами и порядков вдоль осей X и Y (для 1-го порядка, например, по оси X между координатами (-1; 0) (1; 0), аналогично для других). Данные занести в табл. 2.

19. Рассчитать периоды для двумерной дифракционной решетки по формулам, аналогичным (5)

и .

Данные занести в табл. 2.

20. Поворачивая двумерную дифракционную решетку на углы и , пронаблюдать и объяснить изменяющуюся дифракционную картину.

21. Отключить источник лазерного излучения, нажав кнопку 17.

22. Выключить установку, нажав кнопку 22 «Сеть».

Таблица 2

Угол падения, , град.		мм	мм	мкм	мкм		мм	мм	мкм	мкм
00

III. Сделать вывод.

 

Контрольные вопросы

1. Дифракция Френеля и Фраунгофера.

2. Принцип Гюйгенса – Френеля. Объясните с его помощью явление дифракции.

3. Метод зон Френеля.

4. Что представляет собой оптический путь и оптическая разность хода волн?

5. Условия максимумов и минимумов при интерференции волн.

6. Условия главных максимумов и минимумов для дифракционной решетки.

7. Как и почему изменяется положение максимумов при изменяющемся угле падения на дифракционную решетку?

Лабораторная работа № 7 – 17