Лабораторная работа №04 Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

жүктеу 235,13 Kb.

бет	1/2
Дата	04.05.2023
өлшемі	235,13 Kb.
	#42447
түрі	Лабораторная работа

1 2

Краткая теория

Лабораторная работа №04
Определение длины световой волны с помощью

дифракционной решетки

Цель работы: измерить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.
Принадлежности: дифракционная решетка , светофильтры, оптическая скамья, шкала со щелью, линейка, источник света.

Краткая теория

Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа очень узких параллельных щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Общая ширина щели и непрозрачного промежутка называется периодом решетки. Например, если на дифракционной решетке имеется 100 штрихов на 1 мм, то период, или постоянная дифракционной решетки d=0,01 мм.
На рис. 1 представлена схема хода лучей через решетку. Лучи, проходящие через решетку перпендикулярно ее плоскости, попадают в зрачок наблюдателя и образуют на сетчатке глаза обычное изображение источника света. Лучи, огибающие края щелей решетки (в соответствии с принципом Гюйгенса, каждую точку среды, до которой дошел волновой фронт, можно рассматривать как новый источник сферических волн) имеют некоторую разность хода, зависящую от угла . Если эта разность пропорциональна , где - целое число, то каждая такая пара лучей образует на сетчатке изображение источника, цвет которого определяется соответствующей длиной волны .
Смотря сквозь решетку на источник света, наблюдатель, кроме этого источника, видит расположенные симметрично по обе стороны от него дифракционные спектры. Ближайшая пара спектров (1-го порядка) соответствует разности хода лучей, равной для соответствующего тона. Более удаленная пара спектров (2-го порядка) соответствует разности хода лучей равной и т.д.

Рис. 1.
Внешний вид установки, для определения длины световой волны изображен на рис. 2.

Рис.2

На оптической скамье может передвигаться пластина, в которой прорезана щель прямолинейной формы. Под щелью укреплена шкала с делениями. Щель освещается электрической лампочкой, между лампочкой и щелью вставляется монохроматический светофильтр. В другом конце оптической скамьи укреплен держатель Р, в который вставляется дифракционная решетка. Если смотреть на освещенную монохроматическим светом щель через дифракционную решетку, то кроме щели по бокам видны симметричные изображения ее. Каждое боковое дифракционное изображение смещено в сторону на величину . На рис.2 изображены лучи, образующие изображенные щели, очевидно: , где R-расстояние от решетки до щели М.

Рис. 3
Так как угол мал, то можно с достаточной степенью точности заменить , т.е. .
Сравнивая последнее выражение с условием главного дифракционного максимума получаем расчетную формулу:
.

жүктеу 235,13 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2