Лабораторная работа №11-8.

«Определение длины  волны лазерного излучения

при помощи дифракционной решётки – способ 2».

Цель работы: изучить дифракцию света при помощи дифракционной решётки.

Задачи работы:

    определение длины волны лазерного излучения, соответствующего красному или зелёному участку видимого света при помощи дифракционной решётки; изучение различных способов оценки погрешности по результатам измерения длины световой волны.

Оборудование: брелок «лазерная указка», прибор для измерения длины световой волны с набором дифракционных решёток, паспортные данные длины волны лазерного излучения, соответствующего красному участку видимого света 630ч680 нм, зелёному - 522ч542 нм.

Теория и метод выполнения работы

Формула дифракционной решётки имеет вид . Т. к. . Окончательно формула дифракционной решётки принимает вид . Расчётная формула для определения длины волны лазерного излучения при помощи дифракционной решётки имеет вид .

Ход работы

Провести серию из 5 опытов, каждый раз измерять расстояние от центрального максимума до k-ого и расстояние от дифракционной решётки до экрана. Результаты измерений и вычислений заносить в таблицы.

Таблицы результатов измерений и вычислений

№

опыта

Период дифракционной решётки

Дифракционный максимум

Расстояние от центрального максимума до k-ого

Расстояние от дифракционной решётки до экрана

Длина волны лазерного излучения

Абсолютная погрешность

d

k

a

b

λ

Δλ

мм

-

мм

мм

нм

нм

1

2

3

4

5

Среднее

Длина волны

лазерного излучения

Среднее значение длины волны лазерного излучения

Абсолютная погрешность

Средняя абсолютная погрешность

Относительная погрешность

ε =

Длина волны

лазерного излучения

Нижняя граница

длины волны

НГ(λрасч)=  нм

Верхняя граница

длины волны

ВГ(λрасч)=  нм

Сравнение расчётного значения длины световой волны лазерного излучения с паспортными данными на числовой оси

Выполнить графическую обработку экспериментальных данных для вычисления значения длины световой волны лазерного излучения и погрешности измерения. Для этого заполнить таблицу:

№

опыта

Период дифракционной решётки

Дифракционный максимум

Расстояние от центрального максимума до k-ого

Расстояние от дифракционной решётки до экрана

Функциональные зависимости

d

k

a

b

d∙a

мм

-

мм

мм

10-9 м2

см

1

2

3

4

5

Построить графическую зависимость и для неё применить методику графической обработки экспериментальных данных. Тангенс угла наклона полученной прямой определяет длину световой волны лазерного излучения. Сравнить относительные погрешности косвенного измерения длины волны лазерного излучения при помощи дифракционной решётки двумя способами. Сформулировать вывод о наиболее оптимальном способе. Построить графическую зависимость в Microsoft Excel, используя мастер диаграмм с добавлением линии тренда и указанием уравнения прямой, проходящей через начало координат, угловой коэффициент которой определяет длину световой волны лазерного излучения. Сравнить полученное значение длины световой волны лазерного излучения с паспортными данными. Сформулировать общий вывод.