Лабораторная работа №5

Измерение длины световой волны.

Цель: Научиться измерять длину световой волны с помощьюдифракционной решетки.

Оборудование: 1) источник света;

  2) дифракционная решетка;

  3) линейка с держателем дифракционной решетки;

  4) экран с вертикальной щелью и шкалой.

Теоретические сведения: Явление интерференции дает возможность с большой точностью определить длину световой волны. С этой целью удобнее использовать  интерференцию световых  пучков, которые образуются после прохождения света через дифракционную решетку. Световые лучи, пройдя через решетку, интерферируют (складываются). В результате на экране образуются светлые или темные полосы. Максимумы света наблюдаются в точках экрана для которых выполняется условие:

d sin

где  d – постоянная (период) дифракционной решетки.

- порядок (номер) линии при подсчете интерференционных полос от центральной светлой полосы (порядок максимума).

- длина световой волны.

- угол между  центральным лучом и направлением на ту или другую полосу интерференционной картины.

Для малых углов sin. Для определения тангенса угла необходимо измерить:

l – расстояние  от решетки до экрана.

а –расстояние от центра интерференционной картины до выбранной светлой полосы.

Тогда,  tg.  Соответственно, получим следующую формулу:

Т. е., рабочей формулой для расчетов будет: 

Выполнение работы:

Поместите дифракционную  решетку в рамку и направьте линейку на источник света. Наблюдая щель через дифракционную  решетку, выберите  такое положение прибора, при котором интерференционная картина будет ярче. Измеряйте l  и a для красного, зеленого и фиолетового цвета в спектре первого порядка. Опыт повторить два раза, изменяя расстояние от дифракционной решетки до экрана. Определить средние значения длин волн для каждого цвета отдельно. Результаты измерений и расчетов запишите в таблицу.

№

d

l

k

Красная линия

Зеленая линия

Фиолетовая линия

a

кр

а

зел

а

ф

  м

  м

  м

нм

нм

  м

нм

нм

  м

нм

нм

1

1

2

1

3

1

Опыт №1:

кр =

Опыт  №2:

Опыт  №3:

Средние значения:  =----------------------------- =  (нм)

=

=

Вывод:_______________________________________________________________________



  Ч  Ф  Ф  Ч

  0

  а  а  Екран 

  ц

  Дифракционная решетка



Контрольные вопросы:

При каких условиях можно наблюдать явление дифракции? Как образуется дифракционный спектр? Лучи какого цвета отклоняются на больший угол? Для чего используют дифракционные решетки?