− 29 −
где λ − длина волны излучения; n – порядок дифракционного максимума; d = 10−5 м = 10 мкм – известный период дифракционной решетки.
Порядок выполнения работы
Упражнение 1. Определение угловой расходимости луча лазера.
1.Включить лазер нажатием нефиксируемой кнопки на нем.
2.Измерить диаметр D пятна света на экране при двух различных расстояниях L от лазера до экрана.
3.Оценить угловую расходимость луча лазера по формуле
ϕ(рад)≈ sinϕ = D2 − D1 .
L2 − L1
Упражнение 2. Определение длины волны излучения гелий-неонового лазера.
7.Включить лазер нажатием нефиксируемой кнопки на нем.
8.Измерить на экране расстояние y между дифракционными максимумами нулевого и первого, нулевого и второго порядка при двух значениях расстояния между экраном и дифракционной решеткой. Полученные значения записать в таблицу.
Порядок |
мак- |
y, мм |
l, мм |
sin ϕ |
|
|
λ, мкм |
|
λСРЕД |
|
Δλ |
||
симума, |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. По формуле |
d sinϕ = nλ, где |
sinϕ = y |
l |
, |
используя полученные |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
значения y и l, вычислить длину волны излучения λ. Результаты записать в таблицу.
Правила техники безопасности
Общие замечания. Лазерное излучение (прямое, отраженное рассеянное) при попадании в органы зрения или на кожу может вызвать их повреждение. Действие лазерного излучения на живую ткань зависит от мощности светового потока и режима облучения. Лазеры непрерывного действия оказывают в основном тепловое влияние, которое проявляется в эффекте фотокоагуляции. Импульсные лазеры (длительность импульса
τ ≈ 10−8 – 10−3 с, энергия импульса Е≈ 0,1 – 103 Дж) могут вызвать сложные превращения в ткани: кроме теплового действия возможны взрывные процессы (образование ударных волн, связанных с быстрым нарастанием резкого перепада температуры в местах облучения), процессы ионизации и
− 30 −
др.
Лазерное излучение особенно опасно для глаз. Даже маломощный гелий-неоновый лазер мощностью 1 мВт может создать на сетчатке глаза (оптическая система глаза напоминает собирательную линзу, фокусирующую излучение на сетчатке) плотность мощности порядка 103 Вт/см2, что намного превышает допустимые нормы (0,35 Вт/см2).
Несфокусированное излучение маломощных газовых лазеров (Р = 1 – 100 мВт) при попадании на кожу в течение короткого времени не вызывает никаких биологических изменений.
Категорически запрещается направлять прямой и отраженный от гладких поверхностей лазер в органы зрения. Это может привести к частичной или полной потере зрения. Следует помнить, что кожа век в значительной степени пропускает красные и инфракрасные лучи. Поэтому при закрывании глаз веки не могут их защитить.