Лабораторна робота № 10

Тема. Вимірювання довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки

Робоче місце: кабінет фізики

Тривалість заняття: 2 години

Мета роботи: визначити довжину світлової хвилі, знаючи сталу дифракційної решітки і вимірявши кут відхилення променя світла від прямолінійного напрямку.

Прилади і матеріали: прилад для вимірювання довжини світлової хвилі, дифракційна решітка, джерело світла, штатив.

Підготовка до виконання лабораторної роботи

Якщо дифракційна решітка освітлювати білим світлом, то воно розкладається в спектр. Тільки центральні смуги, або нульові максимуми (К=0), залишаються білими, інші максимуми мають райдужне забарвлення і розміщуються симетричні відносно центрального. Це свідчить, про те, що дифракційна решітка розкладає біле світло в спектр за довжинами хвилі, тобто промені з більшою довжиною хвилі виділяються на більший кут.

Дайте відповіді на подані нижче запитання:

1. _{Що таке дифракція світла?}

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. _{Що таке дифракційна решітка ?}

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. _{Що називають періодом (сталою) дифракційної решітки ?}

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Як можна записати умову дифракційного максимуму? Назвіть всі величини, що входять до неї.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. _{З цієї умови визначити вираз для довжини світлової хвилі.}

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Інструктаж з охорони праці на робочому місці

(Інструкція №4 з охорони праці при виконанні лабораторних робіт)

Хід роботи:

Рис1 Рис2

1. Складіть установку, що зображена на рис. 1. Для цього решітку l встановіть в тримачі 2, що прикріплений до кінця лінійки 3. На лінійці розміщується чорний екран 4 з вузькою вертикальною щілиною 5 посередині. Екран можна переміщувати вздовж лінійки, щоб змінювати його відстань до дифракційної решітки. Всю установку закріпіть на штативі 6.

2. Встановіть на демонстраційному столі лампу і ввімкніть її. Поставте прилад так, щоб лампа, щілина екрана і дифракційна решітка були на одній прямій, а

нитку було видно через щілину.

3. Екран з щілиною розмістіть на якомога більшій відстані від дифракційної решітки та добийтесь більш чіткого зображення спектрів першого і другого порядку.

4. Виміряйте відстань b від нульової поділки шкали екрана до середини червоної, зеленої і фіолетової частини спектра (рис. 2) для спектрів 1 і 2 порядку.

5. Виміряйте відстань а від решітки до екрана.

_{6. Результати вимірювань занесіть до таблиць 1-3.}

7. Визначте довжину світлової хвилі за формулою

8. Порівняйте отримані значення довжин світлових хвиль з табличним. Визначте похибку отриманих результатів.

Червоний колір Таблиця 1

№ п/п	Стала решітки, мм	Порядок спектра	Віддаль від решітки до екрана, мм	Віддаль від 0 спектра до k-го, мм	Довжина хвилі, мм	Табличне значення λ, мм	Похибка
	d	k	а	b	λ	λтабл	δ,%
1	0,01	1
2	0,01	2

_{Проведення розрахунків}

Зелений колір Таблиця 2

№ п/п	Стала решітки, мм	Порядок спектра	Віддаль від решітки до екрана, мм	Віддаль від 0 спектра до k-го, мм	Довжина хвилі, мм	Табличне значення λ, мм	Похибка
	d	k	а	b	λ	λтабл	δ,%
1	0,01	1
2	0,01	2

_{Проведення розрахунків}

Фіолетовий колір Таблиця 3

№ п/п	Стала решітки, мм	Порядок спектра	Віддаль від решітки до екрана, мм	Віддаль від 0 спектра до k-го, мм	Довжина хвилі, мм	Табличне значення λ, мм	Похибка
	d	k	а	b	λ	λтабл	δ,%
1	0,01	1
2	0,01	2

_{Проведення розрахунків}

10. Проаналізуйте експерименти та його результати. Зробіть висновок в якому зазначте, яку величину ви вимірювали, яким є результат вимірювання, у чому причина похибки.