Описание установки

Установка для наблюдения спектров от дифракционной решётки приведена на рис 5. На основании 1 установлен полупроводниковый лазер 2.

Рис. 5

Дифракционная решетка 3 и экран 4 закреплены на стойках. Стойка с дифракционной решёткой 3 закреплена неподвижно, а стойку с экраном 4 можно перемещать по основанию 1. Стойки снабжены указателями, с помощью которых измеряется расстояние между дифракционной решеткой и экраном по линейке, закреплённой на основании. Включение лазера производится с помощью тумблера 5.

Порядок выполнения работы

1. Установить экран 4 от дифракционной решётки 3 на расстоянии L, которое укажет преподаватель. С помощью тумблера 5 включить полупроводниковый лазер. На экране появится дифракционная картина в виде ряда красных точек на тёмном экране.

2. Найти максимум нулевого (k = 0) порядка, максимумы первого (k = 1), второго (k = 2), третьего (k = 3) и более порядков

3. Измерить по линейке, закреплённой на скамье, расстояние L от решетки до экрана.

4. С помощью миллиметровой линейки измерить расстояния между линиями (точками) первого, второго, k –того порядка (расстояния CD на рис. 4, которое обозначим как 2Х_k). Полученные значения разделить пополам. Это и будет

расстояние Х_k, то есть расстояние между линиями спектра нулевого и k – го порядка (расстояния СВ на рис. 4).

5. Для каждого k вычислить sin j_k по формуле:

6. По формуле: λ_k = d sinj_k/k, вычислить длину волны красного света, учитывая, что постоянная решетки равна: d = (1,00 ± 0,02)∙10^-2 мм. Измерения проводить при трёх значениях L, изменяя в каждом случае расстояние L на 40-50 мм. Результаты всех измерений занести в таблицу 1.

7. Из полученных значений λ_k найти среднее значение áλñ. По стандартной методике, приведенной в приложении, вычислить случайную абсолютную погрешность измерений.

Таблица 1

№№ опытов

L, мм

Порядок спектра k

Хk, мм

sinjk

λi,

áλñ, мкм

∆λi,

(∆λi)2

S

Sn

α= tnα

∆λСЛ, мкм

1

k = 1

k = 2

k = 3

2

k = 1

k = 2

k = 3

3

k = 1

k = 2

k = 3

8. Вычислить систематическую (приборную) погрешность измерений. Для этого по формуле, полученной в соответствии с п.8 приложения 1:

,

вычислить относительную систематическую погрешность e_ПР для одного из результатов измерений, который, на ваш взгляд, имеет наибольшую ошибку. Здесь Dd –погрешность определения постоянной дифракционной решётки, DL – приборная погрешность измерения расстояния L, DХ_k - приборная погрешность измерения расстояния Х_k. Вычислив относительную, найти абсолютную систематическую погрешность установки Dλ_пр: Dλ_пр = e_ПР×áλñ.