Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

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