Экспериментальная установка .
Д
ля
определения длины волны света с помощью
дифракционной решетки на специальной
рейке укрепляется решетка P
и щель ; штрихи решетки и щель располагаются
параллельно. Щель освещается источником
S
. Перпендикулярно к оси рейки укрепляется
миллиметровая линейка AB
с подвижным указателем. Щель рассматривается
через решетку глазом. На линейку
проектируется изображение главных
максимумов. На рис . 8 L
- расстояние от дифракционной решетки
до экрана, х
- расстояние
между серединами полос одного и того
же цвета для спектров первого и второго
порядка .
Для определения длины волны по формуле
необходимо учесть
, что поскольку L>>х
, то
и тогда
и
Порядок выполнения работы
Включить осветитель в сеть .
Установить экран на заданном расстоянии L от дифракционной решетки .
Замерить расстояние x между полосами заданного цвета в спектре первого порядка x1 и второго порядка x2 .
Данные перевести в единую систему и по формуле
,
где d = 0,01 мм - постоянная решетки , k - порядок спектра , рассчитать длину волны заданного цвета .
Вычислить среднее значение длины волны одного цвета из двух значений,
полученных из спектров первого и второго порядков . Сравнить полученные
результаты с табличным значением .
6. Проделать аналогичные измерения и вычисления для другого заданного цвета .
k |
x1 |
x2 |
L |
λ1 |
λ2 |
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
ср. зн . |
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы .
Дифракция света. Метод Гюйгенса - Френеля .
Метод зон Френеля.
Дифракция от круглого отверстия.
Дифракция от одной щели.
Почему нулевой максимум имеет наибольшую яркость? Почему он белый (при освещении белым светом) ?
Дифракция на двух щелях.
Дифракционная решетка.
Причина возникновения дисперсии (спектра) при использовании дифракционной решетки.
Описание экспериментальной установки.
Литература
1. И.В.Савельев Курс общей физики, т2.- М.: «Наука» 1978, С.372-398
2. Т.И.Трофимова Курс физики, М.: «Высшая школа», 2002г., С.332-341
3. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф Курс физики, т.3. – М.: «Высшая школа», 1979г. С.103-116
Лабораторная работа № 3.6
Изучение поляризации света. Проверка закона Малюса.
Краткая теория.
Поляризация света.
К
ак
известно, свет представляет собой
электромагнитные волны. Векторы
напряженности электрического и магнитного
поля (
и
)
в каждый момент времени взаимно
перпендикулярны и лежат в плоскости,
перпендикулярной к направлению
распространения волны (рис. 1.).
Обычные источники света являются совокупностью огромного числа быстро высвечивающихся (10-7 – 10-8) с элементарных источников (атомов и молекул), каждый из которых испускает волны с определенной ориентацией векторов и . Но элементарные источники испускают свет совершенно независимо друг от друга с разными фазами и с разной ориентацией векторов и .
Световая волна с различной ориентацией , а следовательно и , называется естественным светом .
Векторы и в каждой точке волны пропорциональны по величине друг другу , поэтому состояние световой волны можно характеризовать значением одного из этих векторов , а именно .
Последнее целесообразно, поскольку именно вектор определяет фотоэлектрическое, фотографическое, зрительное и т. д. действия света.
В естественном луче колебания вектора беспорядочно меняют направления, оставаясь в плоскости, перпендикулярной лучу ( рис. 2 а ) .
Е
сли
какое - либо направление колебаний
является преимущественным , то свет
называется частично
- поляризованным
(рис. 2 б).
Если колебания вектора могут совершаться лишь в одном определенном направлении в пространстве , то свет называется плоскополяризованным ( рис. 2 в ) .
Если же в плоскополяризованном луче колебания вектора совершаются так, что его конец описывает круг, то свет называется поляризованным по кругу (рис 2.г)
В плоскополяризованном луче плоскость колебаний вектора называется плоскостью колебаний.
Плоскость, проходящая через луч и вектор , называется плоскостью поляризации.
Схематически естественный и плоско поляризованный луч можно изображать , как показано на рис. 3
С
уществует
несколько способов поляризации света.
Приведем некоторые из основных.