2015-05-14
4580
Лабораторная работа №17
Дифракционная решетка представляет собой прозрачную пластинку, на которой через равные промежутки a нанесены параллельные непрозрачные штрихи шириной b. Величина c=a+b называется периодом дифракционной решетки. При освещении решетки нормально падающим монохроматическим светом происходит дифракция. Вторичные когерентные волны, образующиеся в результате дифракции, распространяясь по всем направлениям, интерферируют, образуя дифракционную картину.
Известно, что главные дифракционные максимумы возникают при условии
(1)
где k = 0, 1, 2... - порядок главных максимумов.
Зная период решетки c и угол a, под которым виден максимум k -го порядка, можно определить длину волны падающего света
. (2)
Схема установки для определения длины волны лазера (рис.9) состоит из лазера ЛГ-50 (1), дифракционной решетки (2) и экрана для наблюдения дифракционной картины (3). Для того, чтобы определить длину волны лазера по формуле (2), необходимо знать период решетки c, порядок максимума k и угол a. Период дифракционной решетки обычно указывается на её оправе. Угол можно найти из формулы:
, (3)
где b - расстояние между решеткой и экраном; a - расстояние между максимумами k -ого и нулевого порядков.
Схема эксперимента:
Приборы и материалы: гелий-неоновый лазер, стандартная дифракционная решетка, экран, препарат высушенного мазка крови, измерительные линейки.
Основные формулы:
1. Длина волны лазерного излучения, определяемая по дифракционной картине с использованием максимума третьего порядка: 
2. Диаметр эритроцитов, определяемый по дифракционной картине с использованием максимума второго порядка: 
3. Ошибка оценки истинного значения длины волны лазерного излучения:
4. Ошибка оценки истинного значения размеров эритроцитов:
5. Исправленные среднеквадратичные отклонения среднего выборочного для величин а и б:
, 
с- период стандартной дифракционной решетки, l - длина волны, а и б – расстояние между требуемыми максимумами дифракционной картины и расстояние между экраном и дифракционной решеткой соответственно, d – диаметр эритроцитов, S – исправленное среднеквадратичное отклонение, Dl и Dd – ошибки оценки.
Черта над символом означает среднее значение величины.
Ход работы:
1. Установить лазер, дифракционную решетку и экран как показано на рис. 9.
2. Включить лазер и получить на экране четкую дифракционную картину с максимумами не менее четвертого порядка.
3. Измерить расстояние b между решеткой и экраном и расстояние a между максимумами третьего и нулевого порядков пять раз. Результаты измерений занести в таблицу 1.
4. Оценить длину волны газового лазера. Рассчитать погрешность оценки и результаты вычислений занести в таблицу 1:
Таблица 1
| Номер опыта | b, м | a, м | l±Dl, м |
