Порядок выполнения работы
Перед началом выполнения работы необходимо изучить теорию интерференции и дифракции на одиночной щели, ознакомиться с описанием дифракционного объекта МОЛ-1 в Приложении 9 и инструкцией по технике безопасности при работе с лазерными источниками света.
Проверить соответствие собранной установки схеме, показанной на рис. 5, и включить лазерный источник. Внимание! Лазерный источник включает преподаватель или лаборант.
Задание 1.
1. Получите на экране дифракционную картину от одиночной щели. Номер щели объекта МОЛ-1 задаётся преподавателем.
2.
Измерьте ширину нулевого дифракционного
максимума
(расстояние между главными дифракционными
минимумами первого порядка).
3. По формуле
(8)
рассчитайте ширину щели . Если при получении интерференционной картины линза не используется, в формулу (8) и далее в формулах (9) и (10) вместо фокусного расстояния подставляется - расстояние от плоскости щелей до экрана.
Задание 2
1. Повернув объект МОЛ-1 вокруг оси, получите интерференционную картину от двойной щели. Номер двойной щели объекта МОЛ-1 задаётся преподавателем.
2. Измерьте расстояние от центра интерференционной картины до центра главного интерференционного максимума первого порядка и до центра главного дифракционного минимума. Данные занесите в таблицу
Таблица 1
-
,
мм.
,
мм.F, мм.
, нм.
3. Рассчитайте для выбранной двойной щели ширину щелей и расстояние между ними по формулам:
, (9)
. (10)
4.
Рассчитайте абсолютную погрешность
измерений ширины щелей
по формуле:
,
где
,
и
- приборные погрешности измерений
соответствующих величин. Для вычисления
погрешности
используйте аналогичную формулу.
5. Запишите результат в формате:
.
Задание 3.
1. На изображении интерференционной картины от двойной щели посчитайте число главных интерференционных максимумов.
2. Используя данные задания № 2 и формулу (7) рассчитайте ожидаемое число главных интерференционных максимумов.
3. Сравните полученные результаты по пунктам 1 и 2 и сделайте выводы.
Контрольные вопросы
1.Что такое интерференция света? Какие волны называются когерентными? Как можно получит когерентные световые волны?
2. Что понимают под геометрической и оптической разностью волн?
3. Сформулируйте и выведите условия интерференционных минимумов и максимумов?
4. Какие условия нужны для получения интерференции от двух источников?
5. Дайте вывод формулы для определения расстояния между соседними интерференционными максимумами и вывод формулы для расчёта длины волны света.
6. Как будет меняться расстояния между интерференционными максимумами при изменении:
а) длины волны света;
б) расстояния между щелями;
в) расстояния между щелями и экраном.
7. Дайте объяснения понятиям длины временной и пространственной когерентности. Какими параметрами определяется длина временной и пространственной когерентности?