Описание экспериментальной установки
Наша задача — измерение интенсивности дифракционной картины, получаемой с помощью узкой щели, и определение размера щели.
Источником излучения служит гелий-неоновый лазер с длиной волны излучения = 0,633 мкм. Свет попадает на дифракционную щель, далее — на фотоприемник, который укреплен на перемещающемся столике, снабженном шкалой, и фиксируется цифровым вольтметром. Величина напряжения на вольтметре пропорциональна интенсивности излучения. Перемещая фотоприемник, снимают данные для построения графика интенсивности дифрагированного света. Используя график и условие минимума дифракции, находят ширину щели.
Порядок выполнения работы
1. Ознакомиться с лазером, цифровым вольтметром.
Включить лазер, добиться появления четкой дифракционной картины в плоскости входной щели фотоприемника (для этого ис- пользуется лист бумаги).
3. Перемещая с помощью винта столик с приемником, снять за- висимость интенсивности (показания вольтметра) U от положения фотоприемника X. Отсчет делать по шкале на столике с интервалом от половины до целого деления шкалы (соответственно указанию лаборанта). Данные заносить в табл. 1.
4. На миллиметровке построить график зависимости U от X .
5.
По графику определить расстояние
от
центра главного мак-симума
до центра первого минимума. Измерить
расстояние L
от дифракционной
щели до входной щели фотоприемника.
Рассчитать угол, при котором наблюдают
первый минимум:
.
6. Определить
размер дифракционной щели, используя
значение
и учитывая, что m
=
1;
.
Таблица 1
-
X
U
b
=
Контрольные вопросы
Цель работы.
Уравнения Максвелла.
Электромагнитные волны (механизм электромагнитного волново- го процесса и его характеристики).
Свойства электромагнитных волн: скорость распространения в вакууме, поперечность, взаимосвязь полей.
Поляризация и виды поляризации электромагнитных волн.
Свойства электромагнитных волн: импульс, энергия, интенсивность.
Интерференция (сущность явления).
Интерференция (условие реализации — когерентность, время когерентности)
Дифракция (сущность явления).
Принцип Гюйгенса-Френеля.
Дифракция Фраунгофера на одиночной щели.
Содержание лабораторных упражнений. Порядок их выполнения.
Литература
А. В. Астахов, Ю. М. Широков. Курс физики. М.: «Наука», 1980. Т. II. 359 с.
Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. М.: «Мир», 1965. Т. 3. 238 с.
Д. В. Сивухин. Общий курс физики. Т.IV. Оптика. М.: «Наука», 1980. 752 с.
И. Е. Иродов. Волновые процессы. Основные законы. М.-СП(б).: Физматлит, 1999. 254 с.
СОДЕРЖАНИЕ