Цель работы: изучение явления дифракции и определение длины световой волны.
Принадлежности: Дифракционная решетка, лазер, оптическая скамья.
Контрольные вопросы
1. Принцип Гюйгенса – Френеля.
2. Дифракция света.
3. Вывод условия наблюдения максимумов и минимумов при дифракции от одной щели.
4. Докажите закон прямолинейного распространения света.
Введение
В данной работе лазерное излучение падает на дифракционную решетку (). Дифракционная картина наблюдается на экране, удаленном от решетки на расстояние равное . Расстояние L подбирается так, чтобы выполнялось условие приближения дифракции Фраунгофера.
На экране наблюдается ряд дифракционных максимумов в виде пятен, убывающих по интенсивности от центра к периферии. Дифракционный угол определяет расстояние между центральным (нулевым) максимумом и ным максимумом. Для малых углов выполняется условие и тогда из формулы дифракционной решетки можно получить, что
. 1.6
Ширину дифракционного максимума можно оценить с помощью формулы , где - число щелей дифракционной решетки. Отсюда
. 2.6
Выполнение работы.
Закрепить на экране лист чистой бумаги.
1. Измерить расстояние L от дифракционной решетки до экрана.
2. Включить лазер.
3. На листе бумаги зарисовать пятна дифракционных максимумов.
4. Измерить расстояние между центральным максимумом и максимумами 1, 2, 3, 4 – порядков. Рассчитать длину световой волны. Сравнить полученный результат с теоретическим значением.
5. Измерить ширину центрального максимума и определите число щелей дифракционной решетки. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.
Таблица 1.
Порядок, m
| Вправо
| Влево
| ||
1. | ||||
2. | ||||
3. | ||||
4. |
Вывод._________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Решить задачи.
1. На дифракционную решетку падает нормально белый свет. Постоянная дифракционной решетки равна 2 мкм. Определить наибольший порядок дифракционного максимума для красного и фиолетового света.
2. На дифракционную решетку падает белый свет. На какую длину волны в спектре третьего порядка накладывается красная линия в спектре второго порядка?
3. Дифракционная решетка отклоняет спектр третьего порядка на угол . На какой угол она отклонит спектр четвертого порядка?
РАБОТА 7