Лабораторная работа8

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА»

Кафедра физики

Лабораторная работа № 4

«Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.»

Студенты группы

Преподаватель

Красноярск 2008 г.

Цель работы: изучение дифракции света на одномерной решётке, измерение длины световой волны.

Оборудование: оптическая скамья, источник света, дифракционная решётка, набор светофильтров, экран, линзы.

Краткие теоретические сведения.

Одномерная дифракционная решётка представляет собой ряд прозрачных параллельных щелей (штрихов) одинаковой шириной, разделённых равными непрозрачными промежутками. Сумму размеров прозрачного и непрозрачного участков принято называть периодом, или постоянной решетки d: .

Период решётки связан с числом штрихов на одном миллиметре n соотношение: .

Общее число штрихов решётки N равно: , где - длина решётки.

Дифракционная картина на решётке определяется как результат взаимной интерференции волн, идущих от всех N щёлей, т.е. дифракционная решётка осуществляет многолучевую интерференцию когерентных пучков света, идущих от всех щелей.

За решёткой в результате дифракции лучи будут распространяться по разным направлениям. Так как щели находятся на одинаковых расстояниях друг от друга, то разности хода ∆ вторичных лучей, образующихся согласно принципу Гюйгенса-Френеля и идущих от соседних щелей в одном направлении φ, будут одинаковы в пределах всей решётки и равны:

Главные максимумы расположены симметрично относительно центрального, или нулевого, с m=0, соответствующего лучам света, прошедшим через решетку без отклонений, называют условием главных максимумов на решетке.

Каждая щель также образует свою дифракционную картину. В тех направлениях, в которых одна щель дает минимумы, будут наблюдаться минимумы и от других щелей. Эти минимумы определяются условием:

Эта формула называется условием главных минимумов. Кроме того, в некоторых направлениях световые лучи, посылаемые двумя щелями, будут гасить друг друга, и возникнут дополнительные минимумы, условием которых будет:

.

Обозначим расстояние между серединной нулевого максимума и максимума 1, 2, …m-го порядков, соответственно, а расстояние между плоскостью дифракционной решётки и экраном.- L. Тогда синус угла дифракции:

Ход работы:

Порядок максимума	вправо от “0”,м	влево от “0”,м	‹›,м	,м
Светофильтр №1
1	0,013	0,016	0,0145
2	0,027	0,031	0,029
1	0,021	0,02	0,0205
2	0,041	0,044	0,0425
Светофильтр №2
1	0,015	0,012	0,0135
2	0,029	0,031	0,03
1	0,024	0,024	0,024
2	0,043	0,043	0,043

Найдем среднеарифметическое значение длины волны для каждого светофильтра по формуле:

Вывод: Мы изучили дифракцию света на одномерной решётке, измерили длину световой волны.