1.4. Оформление результатов

Результаты работы оформить в виде:

1. градуировочного графика φ(λ);

2. графика зависимости линейной дисперсии от длины волны Д*(λ); графики выполняются на миллиметровой бумаге.

1.5. Приложение

Градуировку монохроматора выполнить по спектрам других элементов (вместо неоновой взять гелиевую, ртутную лампы).

Длины волн гелия (А)			Длины волн ртути (А)
1.	Красная	7281	1.	Желтая	5790
2.	Красная	7065	2.	Зеленая	5460
3.	Красная	6678	3.	Синяя	4347
4.	Желтая	5876	4.	Фиолетовая	4077
5.	Зеленая	5016
6.	Зеленая	4922
7.	Голубая	4713
8.	Синяя	4471
9.	Синяя	4388
10.	Фиолетовая	4121
11.	Фиолетовая	4026

1.6. Контрольные вопросы

1. Объясните получение спектра. Виды спектров. Пользуясь законом преломления, покажите ход монохроматического луча через призму.

2. Объясните ход лучей в монохроматоре.

3. Что называется дисперсией света; дисперсией спектрального аппарата?

4. Как связаны угловая и линейная дисперсии? Сделайте вывод.

5. Что представляет собой градуировочная кривая?

6. Как находили в работе угловую дисперсию δφ/δλ? Единица угловой дисперсии.

7. Каков закон изменения линейной дисперсии от длины волны? Единица линейной дисперсии.

8. Пользуясь графиком зависимости линейной дисперсии от длины волны и формулой (1.7), объясните, как зависит показатель преломления материала призмы от длины волны. Изобразите графически n=f(λ).

9. Каков порядок расположения цветов в призматическом спектре?

Литература

[1], § 142;

[2], § 33.4;

[3], §§ 186, 187;

[4], ч. II, гл. VI, § 46, гл. VII, § 63;

[5], §§ 94, 154, 155;

[6], стр. 283-291.

2. Изучение явления дифракции

Целью настоящей работы является ознакомление с явлением дифракции и экспериментальное определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки.

2.1.Теоретическое введение

Дифракцией света называется явление отклонения световых лучей от прямолинейного направления при ограничении световых пучков какими-либо преградами (узкие отверстия, щели, резкие края препятствий). Явление дифракции можно представить как огибание световыми волнами преград, стоящих на их пути. Масштаб огибания зависит от отношения размеров преграды к длине волны.

Дифракция легко наблюдается, если размеры преграды, например, щели, через которую проходит свет, соизмеримы с длиной волны в пределах нескольких порядков.

В зависимости от схемы наблюдения дифракционные явления условно разделяют на дифракцию Френеля и дифракцию Фраунгофера.

Дифракция Френеля наблюдается в расходящихся пучках лучей, когда на пути фронта световой волны располагается лишь непрозрачный экран B, частично загораживающий этот фронт (рис.2.1). Дифракционная картина наблюдается на другом экране A, параллельном экрану В.

Вслучае дифракции монохроматического света на небольшом круглом отверстии в непрозрачном экране дифракционная картина имеет вид чередующихся светлых и темных концентрических колец.

Дифракция Фраунгофера наблюдается в параллельных лучах. Чтобы этот тип дифракции осуществить, достаточно точечный источник света поместить в фокусе собирающей линзы, а дифракционную картину исследовать в фокальной плоскости второй собирающей линзы, установленной за препятствием (рис.2.2).

В случае дифракции монохроматического света на узкой длинной щели в непрозрачном экране дифракционная картина представляет собой чередование темных и светлых полос, симметрично расположенных по обе стороны от центральной светлой полосы.

Дифракция обнаруживает волновые свойства света и может быть объяснена с помощью принципа Гюйгенса-Френеля, согласно которому волновое возмущение в любой точке пространства можно рассматривать как результат интерференции когерентных вторичных волн от фиктивных источников, на которые можно разбить волновую поверхность световой волны, распространяющейся от реального источника. Френель предложил разбивать волновую поверхность на кольцевые зоны, построенные так, что расстояния от краев каждой зоны до точки наблюдения отличаются на λ/2 (λ - длина волны в той среде, в которой распространяется волна). Обладающие таким свойством зоны носят название зон Френеля (рис.2.3).

Колебания, возбуждаемые в точке М двумя соседними зонами, противоположны по фазе, т.к. разность хода от сходственных точек этих зон до точки М равна λ/2. Поэтому при наложении эти колебания будут взаимно ослаблять друг друга, а амплитуда A результирующего светового колебания в точке М может быть представлена в виде:

А=А₁-А₂+А₃-А₄+... ,

где A - амплитуда колебаний, возбуждаемых i-й зоной. Значение A_i зависит от площади i-й зоны и от угла между нормалью к поверхности зоны и направлением на точку М.