2. Описание установки и метода измерений
Источником света в данной работе служит гелий-неоновый лазер, излучение которого обладает высокой степенью монохроматичности и малой расходимостью. Схема установки приведена на рис. 5.
Рис. 5
На оптической скамье 1 установлены: гелий-неоновый лазер 2, рейтер с пластинкой 3 и фотоприемник 4 с достаточно узким входным окном. На одном участке пластинки 3 имеется одна щель, а на другом – две. Поперечным перемещением их можно вводить в зону лазерного луча.
Фотоприемник соединен с микроамперметром и может с помощью микрометрического винта перемещаться в плоскости дифракционной картины, что позволяет исследовать распределение интенсивности света в дифракционном спектре. Для упрощения оптической схемы за щелями нет линзы для фокусировки дифракционной картины, поэтому в случае двух щелей она представляет собой не узкие спектральные линии, а широкие полосы, повторяющие сечение лазерного пучка.
Запрещается уводить в сторону луч лазера!
3. Порядок выполнения работы
Исследование распределения интенсивности света при дифракции на одной щели
1. Ознакомьтесь с приборами на установке и заполните таблицу спецификации измерительных приборов.
|
Название прибора |
Пределы измерения |
Цена деления |
Инструментальная погрешность |
|
|
|
|
|
2. Установите рейтер с пластиной 3 на расстоянии 10-15 см от лазера. Пользуясь регулировочным винтом державки пластины, поперечным перемещением введите в область лазерного луча участок пластины с одной щелью. Установите пластину перпендикулярно лучу, направив отраженный луч обратно в выходное отверстие лазера.
3. Фотоприемник 4 разместите на конце оптической скамьи, как можно дальше от щели.
4. Включите освещение шкалы микроамперметра. Поперечным перемещением фотоприемника подведите его входное окно к центру дифракционной картины. Подберите удобный передел измерения микроамперметра, при котором максимальное отклонение указателя составляет не менее 3/4 от шкалы прибора.
5. Перекройте входное окно фотоприемника и убедитесь, что указатель микроамперметра стоит на нуле. Перекройте луч лазера у его выходного отверстия и измерьте фоновый ток I0.
6. Перемещая с помощью винтовой рукоятки фотоприемник вдоль дифракционной картины, как в прямом, так и в обратном направлениях, снимите зависимость показаний I микроамперметра от координаты x фотоприемника. Результаты измерений запишите в таблицу 1.
7. Измерьте расстояние L от пластины 3 до фотоприемника 4.
Исследование распределения интенсивности света при дифракции на двух щелях
8. Не изменяя расстояния L, поперечным перемещением державки пластины 3 введите в область лазерного луча участок пластины с двумя щелями. Установите пластину перпендикулярно лучу, направив отраженный луч обратно в выходное окно лазера. Добейтесь того, чтобы световой пучок равномерно освещал обе щели. При этом дифракционная картина будет иметь наилучшую видимость.
9. Снимите зависимость показаний I микроамперметра от координаты фотоприемника x, повторив пункты 3 и 5. Шаг смещения Δx подберите так, чтобы можно было определить положение главных максимумов и дополнительных минимумов. Результаты измерений запишите в таблицу 2.