4. Обработка результатов измерений

1. Рассчитайте угол дифракции  по формуле

. (5)

2. Для каждого значения угла  найдите длину волны по формуле

.(6)

3. Вычислите среднее значение длины волны для линии данного цвета. Результаты вычислений запишите в табл. 1.

4. Из формулы (6) выведите формулу для расчета погрешности Δλ и рассчитайте погрешность. Δα = Δβ = 5´.

5. Запишите окончательный результат

.

5. Дополнительное задание

Основными характеристиками спектрального прибора являются угловая дисперсия и разрешающая способность.

Определение угловой дисперсии

Угловая дисперсия – характеристика способности прибора пространственно разделять волны различной длины. Если две линии отличаются по длине волны на δλ и им соответствует разность углов δ, то мерой угловой дисперсии служит величина .

Пусть имеются две близкие спектральные линии с длинами волн λ₁ и λ₂. Расстояние между максимумами δ для длин волн λ₁ и λ₂ находится из условия главных максимумов интенсивности. После дифференцирования в формуле (3) имеем: d·cos ()·δ = n δλ. Откуда

. (7)

Проведите измерения угловых расстояний для желтого дублета во всех видимых порядках спектра.

Зная разность δλ = λ₁ – λ₂, вычислите угловую дисперсию дифракционной решетки в спектре 1-го и 2-го порядков (или других порядков). Размерность D – мин/нм.

Полученный результат сравните с теоретическим (формула 7).

Контрольные вопросы

1. В чем состоит явление дифракции?

2. Что представляет собой дифракционная решетка?

3. Что называется периодом решетки?

4. С помощью какого прибора производятся измерения в работе, какие величины измеряются на опыте?

5. Как снимается отсчет по шкале лимба, с какой погрешностью?

6. Что представляет собой дифракционная картина?

7. Каким светом освещается дифракционная решетка в работе: монохроматическим или немонохроматическим?

8. Как устроен коллиматор, для чего он нужен?

9.Дифракционная решетка – спектральный прибор?

10. Какого цвета спектральные линии (желтые или фиолетовые) ближе к центральной линии в дифракционном спектре?

11. Каково условие главных максимумов интенсивности для дифракционной решетки?

12. Вывести условие минимумов интенсивности при дифракции на одной щели.

13. Вывести условие дополнительных минимумов для дифракционной решетки.

14. Как будет изменяться дифракционная картина при изменении периода решетки?

15. Найдите число штрихов решетки по известному периоду. Какую величину еще надо знать для этого?