ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 5.2

Вимірювання довжини світлової хвилі за допомогою

дифракційної гратки.

Мета: дослідним шляхом за допомогою дифракційної гратки визначить довжину світлової хвилі різних кольорів, порівняти одержане значення з табличним та пояснити причину розбіжності.

Обладнання: джерело світла, дифракційна гратка на лінійці.

Теоретичні відомості.

Світло, коли проходить через вузьку щілину, огинає її, тому спостерігається явище дифракції. На екрані в одну й ту ж точку потрапляє два промені: той, що проходе через середину щілини, і той, що огинає її край. Потім це два промені інтерферують, так як вони є когерентними. Отже явище дифракції супроводжується появою інтерференційної картини.

Для білого світла інтерференційна картина на екрані має вигляд різнокольорових смуг на чорному фоні. Максимуми спостерігаються у тих точках, до яких різниця хода променів кратна цілому числу довжин хвиль:

. Так як кути дифракції малі, то , де d – період дифракційної гратки, a – відстань від щілини до кольорового максимуму, b – відстань від дифракційної гратки до екрана, k – номер максимуму, - довжина світлової хвилі.

Установка складається з лінійки 1, що прикріплена до стержня 2. Стержень розташовують у отворі підставки та затискують за допомогою гвинта 3. По лінійці може рухатися повзунок 4, що має вигляд екрана 5 з поділками. З іншого боку лінійки приєднана дифракційна гратка 6.

Розрахункова формула: .

Порядок виконання.

1. Екран приладу розташуйте так, щоб на ньому можна було побачити спектри першого та другого порядку.

2. Визначте по лінійці 1 відстань b.

3. Визначте за поділками, що є на екрані 4, відстані a для червоного, фіолетового, зеленого кольору спектра першого та другого порядку зліва та справа.

4. Розрахуйте довжини хвиль червоного, зеленого та фіолетового кольору.

5. Заповніть таблицю.

6. Розрахуйте відносну похибку визначення довжини світлової хвилі за формулою: , де _{червоного}=760 нм, _{фіолетового}=400нм, _{зеленого}= 500нм.

7. Зробіть висновок.

Кольори світла	d, мм	k	b, мм	азліва, мм	асправа, мм	асередне, мм	, мм	, %
червоний	0,01	1
червоний		2
зелений		1
зелений		2
фіолетовий		1
фіолетовий		2

Контрольні питання.

1. Чому головний максимум білого кольору, а всі інші максимуми мають кольорове розфарбування?

2. Чому максимуми є як зліва, так і справа?

3. Який вид має інтерференційна картина для монохроматичного світла?

4. Від чого залежить вид дифракційної картини у тонких плівках?

5. Чому у природі не існує когерентних джерел світла?

6. У чому полягає явище дисперсії?

Література.

1. Савельєв І.В. Курс фізики Т.2, 3.Изд. 3-е, М.: Наука,1986.

2. Детлаф А.А. та ін. Курс фізики. М.: Вища школа, 1973.

3. Дущенко В.П. Фізичний практикум К.: Вища школа, 1 ч., 1981.

4. Базакуца В.А. та ін. Лабораторний практикум по фізиці. Харків: ХГУ, 1969.