Порядок выполнения
1. Измерения провести аналогично Упражнению 1, только вместо решетки перед выходным окном лазера установить держатель с раздвижной щелью.
2. Найти координаты xn минимумов дифракционной картины для некоторого фиксированного расстояния до экрана L.
3. По результатам измерений заполнить Таблицу 2.
Таблица 2.
Номер минимума n |
Координата n-го минимума xn (см) |
Примечание |
|
|
L=заданному значению |
4. Повторить измерения при других заданных расстояниях от щели до экрана.
5. Заполнить соответствующие таблицы, аналогично Таблице 2.
6. Начертить графики зависимостей: xn = xn (n), для различных значений L.
7. С помощью МНК найти коэффициенты зависимости по формуле (25) - применяя ее к условию минимумов (формула (23)): (xn=L tgjn). Вычислить ширину щели для каждой серии измерений. Найти среднее значение. Оценить погрешность результата.
8. Проанализировать результаты. Сравнить полученное значение ширины щели со значением ширины щели по микрометрическому винту.
Задание к самоподготовке
1. Описать лабораторную установку.
2. Вывести формулы (23), (24) и (25).
3. Изложить методику выполнения работы.
4. Изложить суть метода наименьших квадратов.
5. Ответить, как применять МНК к вычислению периода решетки и ширины щели.
6. Описать ход выполнения работы.
7. Привести зависимости интенсивности волны, испытавшей дифракцию на щели и дифракционной решетке, от угла дифракции.
8. Привести и объяснить графические зависимости интенсивности дифрагированной волны от угла дифракции в случае дифракции на щели и на дифракционной решетке.
9. Назвать типы дифракционных решеток.
10. Описать и прокомментировать характеристики дифракционной решетки как спектрального прибора.
11. Ответить на вопросы:
а). Что называют дифракцией?
б). Есть ли принципиальное различие между интерференцией и дифракцией?
в). В чем заключается метод Гюйгенса-Френеля?
г). Что такое дифракция Фраунгофера и чем она отличается от дифракции Френеля?
д). Что такое период дифракционной решетки?
ж). Сколько добавочных минимумов находится между главными максимумами?
з). Сколько вторичных максимумов расположено между дополнительными минимумами?
и). Что изменится, если волна падает на дифракционную решетку не перпендикулярно, а под некоторым углом?
к). Почему для фокусировки дифракционной картины на экране не требуется линза; что изменится, если ее применить?
Литература
1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. Том 4.
2. Матвеев А.Н. Оптика.
3. Калитеевский Н.И. Волновая оптика.
4. Савельев И.В. Курс общей физики. Том 2.
5. Годжаев Н.М. Оптика.
