Цель работы: Изучение свойств прозрачной дифракционной решётки. Экспериментальное определение основных характеристик решётки (период, угловая дисперсия, разрешающая способность)

САНКТ – ПЕТЕРБУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

 

 

КАФЕДРА ФИЗИКИ

 

 

ЛАБОРАТОРИЯ ОПТИКИ

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №304-Б

-

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЗРАЧНОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЁТКИ

 

ВЫПОЛНИЛ: Микишенко Е.А.

 

ГРУППА: АТ-001

 

ПРОВЕРИЛ:

 

Санкт – Петербург

2001г.

Цель работы: Изучение свойств прозрачной дифракционной решётки. Экспериментальное определение основных характеристик решётки (период, угловая дисперсия, разрешающая способность).

Схема установки:

Порядок выполнения работы:

1. Пользуясь описанием, внимательно ознакомиться с устройст­вом гониометра. В точном соответствии с описанием подготовить прибор к работе.

2. Установить решетку на столик гониометра, вставив высту­пы площадки оправы в прорези столика,

3. Проворить правильность установки решетки относительно

оси вращения труби. Для этого, медленно вращая ее, присматрива­ем спектр нескольких порядков в обе стороны от центрального (белого) изображения цели. Если при этом изображение спектра смещается по вертикали, то необходимо изменить наклон столика.

4. Проверить постоянство фокусировки при различных углах дифракции. Изменение фокуса корректируется фокусировочным ви­нтом трубы.

5. Ознакомиться о отчетным устройством гониометра. В точ­ном соответствии с описанием прибора, произвести несколько проб­ных наведении и отсчетов лимба.

 

Определение периода решётки: Добившись наилучшей видимости

спектральных линий по возможности более далеких порядков, при­ступаем к изменению их положения. При этом наведение нитей на спектральную линию делается в две стадии; голубая наводка в центр поля зрения от руки и точная наводка микрометрической подачей.

Изменение всех спектральных линий в каждом порядке производится последовательно сначала слева затем справа. Каждая линия измеряется дважды. Данные измерений и вычислений заносятся в Табл. 1

Из всех из всех найденных значений периода найти наиболее вероятное и оценить точность.

Непосредственное измерение периода решётки с помощю измерительного микроскопа.

По указания преподавателя, для некоторых решёток может быть произведено прямое измерение периода. Для этого решетка вместе с оправой снимается со столика и помещается в измерительный микроскоп. Добившись четкого одновременного изображения штрихов решетки и измерительной шкалы, определить число штрихов решётки в целом (желательно в большем) числе штрихов шкалы. Зная цену деления шкалы, определить постоянную решётки d. Сравнить значения d, полученные дифракционным способом и прямым измерением.

Определение угловой дисперсии.

По формуле определить угловую дисперсию измеренной решетки в различных порядках. Оценить постоянство угловую дисперсии н пределах одного порядка.

 

Определение разрешающей способности.

Разрушающая способность определяется по формуле . Необходимое для этого общее число штрихов N решётки определяется из соотношения где L длина заштрихованной части решетки, указанная на оправе.

 

 

Таблица результатов:

Таблица 1.

	I порядок	II порядок	III порядок
	Слева	2о29’51”		4о39’13”		7о29’12”
Справа	2о30’42”		5о21’54”
	Слева	2о47’48”		5о45’20”		9о53’55”
Справа	3о18’29”		6о27’14”
	Слева	2о48’17”		5о45’20”		9о35’58”
Справа	3о29’4”		7о9’44”
	Слева	2о49’8”		6о28’11”		9о37’58”
Справа	3о29’56”		7о11’25”

 

Определим период дифракционной решетки:

и т.д.

d_ср = 9899 нм = 9,9 мкм

 

Определим разрешающую способность:

 

Определение угловой дисперсии:

 

 

Вывод: Проделав лабораторную работу мы определили что период дифракционной решетки d_ср = 9899 нм = 9,9 мкм. Разрешающая способность:

Для I порядка:

Для II порядка:

Для III порядка:

А так же угловую дисперсию