3-й Семестр Оптика / LR-4_FIZIKA

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирского Федерального Университета»

Саяно-Шушенский филиал

Отчет по лабораторной работе № 4.

«Изучение явлений, обусловленных дифракцией»

Преподаватель _____________ Е.А.Глушенкова

подпись, дата инициалы, фамилия

Студенты ГЭ21-03Б _____________ Я.А.Солдатова

подпись, дата инициалы, фамилия

________________ Д.А. Ховалыг

подпись, дата инициалы, фамилия

р.п. Черёмушки 2022

Цель работы: Наблюдение дифракции света на дифракционной решетке, определение периода дифракционной решетки и области пропускания светофильтров.

Оборудование: Дифракционные решетки, экран с щелью, оптическая скамья, источник света (ртутная лампа, лампа накаливания)

Рабочие формулы:

L – расстояние от экрана до дифракционной решетки;

l- расстояние от щели до максимума с углом дифракции

m – максимальный порядок спектра, который можно получить с помощью решетки.

Задание №1 Исследование линейчатого спектра

Таблица 1

L=280 мм
λ,нм	Порядок спектра	Отчет по шкале				di,мм
		влево l’,мм	вправо l’’,мм
Фиолетовая 407,8	1	35		32	34	0,00033
	2	76		72	74	0,00159
Красный 491,6	1	50		49	50	0,0027
	2	11		10	11	0,0125
Зеленая 546,1	1	45		40	43	0,00359
	2	90		80	85	0,00187
Желтая 577,0	1	45		46	46	0,00355
	2	95		90	93	0,00183
					среднее

Задание №2 Исследование светофильтра

Таблица 2

L= 280мм ; d=20мм
Цвет фильтра	Порядок спектра m	Граница области прозрачности
		Коротковолновая λК					Длинноволновая λД
		Отчет по шкале, мм
		Влево l’	Вправо l”			Влево l’		Вправо l”
Зеленая	1	53	60	56,5		52		42		47
	2	103	92	97,5		100		92		96
Красная	1	39	37	38		80		78		79
	2	54	56	55		102		97		99,5
Среднее значение λ		Зеленая			4,0		Зеленая		2,8
		Красная			3,0		Красная		1,5

Вывод: В ходе лабораторной работы наблюдалась дифракция света, найдены длины волн. Также определили постоянную дифракционной решетки и область, прозрачности светофильтра.

1. Какое явления называется дифракцией?

Дифракцией света называется явление отклонения света от прямолинейного направления распространения при прохождении вблизи препятствий. 

2. В чем заключается принцип Гюйгенса-Френеля?

Принцип Гюйгенса-Френеля Френель дополнил принцип Гюйгенса о том, что любая неоднородность на пути волны является источником вторичных волн, идеей об интерференции вторичных волн. Принцип Гюйгенса-Френеля позволил объяснить прямолинейность распространения волн и их дифракцию, т.е. огибание препятствий.

3. Какое отличие дифракции Фраунгофера от дифракции Френеля?

Дифракция Фраунгофера — случай дифракции, при которой дифракционная картина наблюдается на значительном расстоянии от отверстия или преграды. Иными словами, дифракция Фраунгофера наблюдается тогда, когда число зон Френеля, при этом приходящие в точку волны являются практически плоскими.

4,5) Записать формулу, определяющую положение главных максимумов интенсивности света.

	Условия дифракционных максимумов и минимумов от одной щели, на которую свет падает нормально, где   — ширина щели,   — угол дифракции,   — порядок спектра,   — длина волны.
	Условия главных максимумов дифракционной решетки, на которую свет падает нормально, где   — период дифракционной решетки,   — длина волны,   — порядок спектра

6) Что такое угловая дисперсия? Разрешающая способность решетки?

Угловая дисперсия -- это величина, характеризующая разрешающую способность спектрального прибора. Определяется как Δφ/Δλ, т. е. определяет насколько сильно расходятся лучи, имеющие разные длины волн. Измеряется в СИ в рад/м

Разрешающая способность спектральных приборов, и, в частности, дифракционной решетки, также, как и предельное разрешение оптических инструментов, создающих изображение объектов (телескоп, микроскоп) определяется волновой природой света. ...

7) в чем отличие дифракционной картины при наблюдении в монохроматическом и белом свете?

Немонохроматический свет разложится на его спектральные составляющие (скажем, белый свет разложится на цвета радуги). Монохроматический свет также разложится на единственную его составляющую, то есть, если цвет был красным, то и все дифракционные картины будут сочетаниями красных и черных составляющих.

8)Что такое порядок спектра?

Свет при прохождении через спектральный прибор образует картину, чередования максимумов и минимумов. Свет состоит из разных цветов, максимумы разных цветов идут последовательно. После нескольких максимумов картина начинает повторять те же цвета - это второй спектр.