6.1.4. Порядок выполнения работы

1. Собрать установку согласно схеме, приведенной на рис. 5.

2. Включить лазер (включает преподаватель).

3. Поворотом стеклянной пластины 4 на экране 3 (см. рис. 5) добиться появления системы концентрических светлых и темных интерференционных колец.

4. Измерить диаметры D_m и D_m+k пяти пар интерференционных темных колец, фиксируя каждый раз значение k. Если диаметр невозможно измерить непос-редственно, то следует определить его через радиус соответствующего кольца.

5. Измерить расстояние L от экрана с микрообъективом до стеклянной пластинки.

6. Записать в табл. 8 результаты измерений.

7. Выключить лазер.

8. Произвести расчет длины волны по формуле (15) не менее пяти раз.

9. Определить среднее значение длины волны и случайную погрешность (как прямых измерений).

10) По результатам измерений сделать вывод.

Таблица 8

Результаты измерений параметров по интерференционным

полосам равного наклона

b, мм	L, мм	n	Dm, мм	Dm+k, мм	k

6.1.5. Контрольные вопросы

1) В чем состоит сущность интерференции света?

2) Какие световые волны называются когерентными?

3) Приведите примеры проявления интерференции световых волн.

4) Сформулируйте условия интерференционных максимумов и минимумов.

5) Как образуются когерентные волны в плоскопараллельной пластинке?

6) Как выглядит интерференционная картина в случае наблюдения полос равного наклона?

6.2. Исследование спектра дифракционной решетки

6.2.1. Описание установки

Дифракционная картина наблюдается на экране при падении практически параллельного пучка лучей лазера на дифракционную решетку. При включении лазера необходимо установить дифракционную решетку перпендикулярно оси светового пучка, выходящего из лазера. Для этого поворачивают решетку так, чтобы световой блик, отраженный назад к лазеру от плоскости решетки, попал точно на середину выходного окна лазера. Ввиду монохроматичности излучения лазера на экране наблюдается множество дифракционных максимумов различных (положительных и отрицательных) порядков. Эти максимумы образуют на экране целый ряд светящихся пятен, повторяющих сечение первичного светового пучка, падающего на решетку.

Порядки максимумов располагаются симметрично относительно нулевого(центрального) максимума. Под расстоянием x_m между дифракционными максимумами понимают расстояние между серединами наблюдаемых пятен спектров.

6.2.2. Краткие теоретические сведения

Условие главных максимумов при дифракции на решетке записывается в следующем виде [1 – 3]:

, (16)

где d– период решетки;_m– угол дифракции;m– порядок спектра.

Расчет длины волны в упражнении ведется по формуле:

(17)

Угол дифракции_mопределяется из соотношения:

(18)

где x_m– расстояние между левым и правым максимумами одного и того же порядка, определяетсяx_mс помощью линейки на экране; L– расстояние от плоскости дифракционной решетки до плоскости экрана (рис. 6).