5. Задание 1

Исследование зависимости угла дифракции от ширины щели (m=const).

3.5.1. Для этого закрыть щель полностью и, медленно открывая ее, получить дифракционную картину. Измерить ширину b₁.

3.5.2. Измерить расстояние 2x_m между левым и правым дифракционными минимумами m порядка. Под расстояниями между дифракционными минимумами следует понимать расстояние между серединами темных полосок. Не рекомендуется m брать равным единице, поскольку возрастает неточность измерений, обусловленная влиянием интенсивного центрального максимума.

3.5.3. Увеличить щель и снова измерить 2x_m и b₂.

3.5.4. Пункт 3.5.3 повторить не менее 5-7 раз.

3.5.5. Результаты измерений записать в таблицу 3.1.

Таблица 3.1  Данные для зависимости угла дифракции от ширины щели

№ опыта	b, мм	2xm,мм	l, мм	m	1/m	Примечание
1
2						Порядок
3						минимума
4						m =
5
.
.
.
.
10

3.5.6. Вычислить углы дифракции _m, используя полученное из рисунка 2.1 соотношение

tg _m = (2x_m)/(2l), (3.1)

где 2x_m – расстояние между центрами темных полосок,

l – расстояние от щели до экрана.

Поскольку углы дифракции малы, можно считать верным равенство

tg _m  sin _m  _m, (3.2)

X

_m

I(x)

2x_m

l

_m – угол дифракции, 2x_m – расстояние между минимумами m порядка, l – расстояние от щели до экрана, I(x) – распределение интенсивности в дифракционной картине.

Рисунок 3.1 – К расчету угла дифракции

3.5.7. Полученные значения углов дифракции записать в таблицу 3.1.

3.5.8. По данным таблицы 3.1 построить график зависимости угла дифракции от ширины щели в координатах 1/ = f(b).

3.5.9. Из графика 1/ = f(b) найти систематическую погрешность в определении ширины щели.

3.5.10. Из графика 1/ = f(b) вычислить длину волны излучения гелий-неонового лазера, воспользовавшись формулой

(3.3)

где , (1/)– разность между значениями соответствующих величин, взятых для любых двух точек на прямой зависимости 1/ = f(b).

Длину волны  можно определить, если использовать метод наименьших квадратов для проведения прямой 1/ = f(b). В этом случае  определяется через угловой коэффициент прямой.