ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 13

Тема: «Измерение длины световой волны»

Цель: Определить длину световой волны красного и фиолетового цвета, используя дифракционную решетку.

Оборудование: штатив, установка для работы с дифракционной решёткой, дифракционная решётка с периодом , лампа с прямой нитью накала.

Теоретическая часть

Дифракция – это отклонение светового пучка от прямолинейного распространения, при котором наблюдается огибание волнами препятствий. На явлении дифракции основано устройство прибора дифракционная решетка. Дифракционная решётка представляет собой совокупность узких щелей, разделённых непрозрачными промежутками.

Если ширина прозрачных щелей а, ширина непрозрачных промежутков b, то

- период решётки (1)

Параллельный пучок света, проходя через дифракционную решётку, вследствие дифракции за решёткой, распространяется по всевозможным направлениям и интерферирует. На экране можно наблюдать интерференционную картину.

Максимумы света наблюдаются в точках экрана, для которых выполняется условие:

(2)

где  - длина световой волны

 - порядок спектра

d – период решётки

 - угол, под которым виден световой максимум.

Так как угол , как правило, мал, то для него можно записать: , поэтому (см.рис.). Тогда получим выражение: (3), откуда следует (4).

Порядок проведения работы:

1. Собрать измерительную установку, установив экран на расстояние не менее 50 см от решётки.

2. Глядя через дифракционную решётку и щель в экране на источник света получить чёткое изображение спектров I и II порядка.

3. Измерить по шкале бруска установки расстояние  от дифракционной решётки до экрана прибора.

4. Определить расстояние f от нулевого деления шкалы экрана до:

а) середины фиолетовой полосы в спектре I порядка (слева и справа).

б) середины красной полосы в спектре I порядка (слева и справа).

5. Вычислить среднее значение f для фиолетового и красного света:

6. Используя формулу (4), вычислить длину волны красного и фиолетового света.

7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

Период дифракционной решётки d, м	Поря док спектра k	Расстояние от решётки до экрана L, м	Видимые границы фиолетовой части спектра м			Видимые границы красной части спектра м			Длина световой волны м
			Слева fл	Справа fп,	Ср. знач. fср	Слева fл	Справа fп	Ср.знач. fср	фиолетового излучения ф	красного излучения кр

8. Сравнить значения длин волн, полученных в результате опытов со справочными значениями (, ) и сделать вывод.

ОТЧЕТ ПО РАБОТЕ:

ВЫВОД:

Контрольные вопросы:

1. Сформулируйте принцип Гюйгенса – Френеля.

2. На какие размеры препятствий способна реагировать световая волна при дифракции?

3. Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного?

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Сформулируйте принцип Гюйгенса – Френеля.

2. На какие размеры препятствий способна реагировать световая волна при дифракции?

3. Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного?