Дифракция
.docx
Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное
Учреждение высшего образования
ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра физики
ОТЧЕТ
Лабораторная работа по курсу общей физики
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА
Проверил. Выполнил
Преподаватель Студент гр. 120-1
___________ Палешева Е.В. ___________ Бормотов Е.Д.
___________ Дашеев Ц.А.
Томск 2021
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной работы является изучение дифракции света на прозрачной одномерной дифракционной решётке, в частности, необходимо определить постоянную решётки и число штрихов, приходящихся на единицу длины решётки.
1 ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ
Схема установки представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки.
В качестве источника света используется ртутная лампа (1) с линейчатым спектром излучения. Для получения плоской волны используется коллиматор – узкая щель (2), которая вырезает пучок света с фронтом волны, практически параллельным плоскости дифракционной решётки (4). Дифракционная картина наблюдается визуально на линейке (3) в плоскости коллиматора.
2 ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ
Направления, под которыми наблюдаются максимумы, определяется углом φ, который вычисляется по формуле:
, (2.1)
где м;
– расстояние от центра щели до наблюдаемых главных максимумов определённого порядка и цвета.
Период дифракционной решётки d вычисляется по формуле:
, (2.2)
Где n – порядок максимума.
Общее число штрихов можно вычислить по формуле:
, (2.3)
Число штрихов на 1мм рассчитывается по формуле:
, (2.4)
где s = м
Разрешающую способность дифракционной решетки можно вычислить по формуле:
, (2.5)
3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ
Таблица 3.1
n |
, мм |
, мм |
, мм |
1 |
18 |
17 |
13 |
2 |
36 |
34 |
28 |
3 |
68 |
87 |
65 |
Таблица 3.2
|
|
|
|
|
0.012 |
0.025 |
0.047 |
Таблица 3.3
|
|
|
|
|
0.012 |
0.023 |
0.06 |
Таблица 3.4
|
|
|
|
|
0.009 |
0.019 |
0.045 |
По формуле 2.1 вычислим угол под которыми наблюдаются максимумы:
Аналогичным образом вычислим угол для других цветов и запишем в таблицу 3.2-3.4.
Рассчитаем синусы углов и занесем их в таблицу 3.2-3.4:
По формуле 2.2 определим период дифракционной решетки:
По формуле 2.3 рассчитаем общее кол-во штрихов:
По формуле 2.4 рассчитаем количество штрихов на 1мм:
Вычислим разрешающую способность дифракционной решетки:
Заключение
В результате проделанной работы, мы изучили явление дифракции света на прозрачной одномерной дифракционной решетке.