Включение лазера

Включаем тумблер "сеть" на панели блока питания. После этого лазер включается.

Надо помнить!

1. Прямое попадание лазерного луча в глаз недопустимо (вызы­вает слепоту), поэтому надо пользоваться экранами с рассеивающей поверхностью и ни в коем случае зеркальной.

2. Включать лазер может только лаборант или преподаватель.

3. Всякое перемещение трубки включенного лазера недопустимо!

Задание 1. Измерение длины волны излучения лазера с помощью

дифракционной решетки.

Для этого устанавливаем щелевую диафрагму 5 (рис.3), полно­стью раскрываем винтом, либо убираем, и вместо неё ставим дифрак­ционную решетку с постоянной d. Объектив снимаем со скамьи 3. Включаем лазер и устанавливаем экран перпендикулярно пучку и дифракционной решетке (добиваемся совпадения светового блика, отраженного от решетки, с центром лазерного пучка).

На экране наблюдается множество неперекрывающихся спек­тров разных порядков. В центре располагается спектр нулевого по­рядка (к = 0). Под расстоянием между дифракционными спектрами понимают расстояние между серединами спектров (полосок). Длина волны определяется по формуле d*sinφ = kλ (k = ±1, ±2,..., ±k_max), где φ - угол дифракции (рис. 4).

Угол φ определяется из соотношения: Х_к / 2L = tg φ _k , где Х_к - расстояние между левым и правым максимумом порядка k. Расстояние от дифракционной решетки до плоскости экрана L = l ± Δl₁ ± Δl₂.

Основной отрезок l - расстояние между рейтором 5 (рис.3) и эк­раном 6 -отсчитывается по шкале скамьи. Отрезок Δl₁ - расстояние между дифракционной решеткой и отсчетной пластинкой с риской на корпусе рейтора 5. Расстояние Δl₂ измеряется между экраном и отсчетной пластинкой с риской на рейторе. Для k > 0 и k < 0 измеряет­ся Х_к. Для каждого Х_к рассчитывают λ. Затем находят λ среднее из всех измерений.

Задание 2. Наблюдение явления дифракции на щели.

Вместо дифракционной решетки ставим щелевую диафрагму, ширину которой берем такой, чтобы расстояние между левым и пра­вым максимумами первого порядка было не более 40 мм. На основе соотношения условия наблюдения максимумов:

находим ширину щели b для трех значений k. Определяем среднее значение b.

Задание 3. Изучение дифракции Френеля у прямолинейного края

непрозрачного экрана.

Вданном задании необходимо получить цилиндрическую волну, падающую на кромку препятствия. Получают ее так: щелевую диафрагму 5 (рис. 5) раз­двигаем на 2 мм для получения прямоугольного пучка. Ста­вим объектив 6 3,7x0,11. Из его фокуса F распространяется ци­линдрическая монохроматическая волна, попадающая на препятствие 7 на расстоянии 35 мм от него/

Задание 4. Наблюдение полос равного наклона.

Длина цуга волны, излучаемой лазером, велика, поэтому можно наблюдать интерференцию при большой разности хода. Сферическая волна, выходящая из фокусаF (рис. 6) попадает на пластинку 2. Ис­пользуется объектив 8x22.

Отражения от передней и задней поверхности пучка дают на эк­ране 3 концентрические кольца (если линза 1 и пластинка 2 (рис.6) расположены перпендикулярно лазерному пучку). Центр картины должен совпадать с осью объектива. Условие минимума для угла падения запишется в виде 2*d*n*cos(r) = kλ, где d - толщина пластинки, n = 1,511 - показатель преломле­ния стекла. Угол преломления r внутри пластины связан с углом падения на пластину sin i / sin r = n. При малых углах

i / r ≈ n. Тогда cos(r) = l и 2*d*n = kλ. To есть, измеряя

d и k (номер темного кольца), можно вычислить λ (k = 0 для центрально­го кольца).

Если измерять радиусы темных колец R_k на экране 3 (рис. 6) и расстояние L, то tg(i _k) = R_k / 2L

Отсюда, зная n, находим R_k. Далее необходимо замерить все ви­димые диаметры светлых и темных колец и рассчитать углы r для них. Затем найти среднее значение λ излучения лазера.