Опис установки і методика виконання роботи

Робота з вивчення спектрального складу газового лазера типу ЛГН-109, ЛГ-209 та інших, активним середовищем яких є суміш гелію і неону, складається із декількох дій.

1. Дія перша передбачає спостереження і вивчення характерних спектральних ліній гелію і неону, що виконується відповідно до вказівок завдань (п.1-6).[35]

2.Друга дія передбачає вивчення спектрів випромінювання газової суміші активного елемента He-Ne лазера. Для цього відкривають елемент навчального лазера, знявши з нього захисну непрозору кришку, і досліджують випромінювання газового розряду, що світиться.

Дію другу можна виконати і з окремим активним елементом ГЛ-56, ГЛ-44 і ін. У цьому випадку елемент закріплюють на штативі. Для створення розряду в ньому використовують високовольтний генератор типу «Спектр-І», а для живлення нитки розжарення – випрямляч ВСШ-6. Якщо розрядна трубка не загоряється, необхідно використати додаткове джерело струму для підігріву газопоглинача.

В ході виконання першої і дрругої дій використовують спектроскоп двохтрубний (шкільний), а також дифракційну гратку високої роздільної здатності. При цьому найбільш інтенсивні спектральні лінії для кожного елемента замальовують у відповідності з їх розміщенням і за отриманими результатами роблять висновки про склад газової суміші в розрядній трубці газового лазера.

3. Дія третя передбачає встановлення спектрального складу випромінювання, що генерується лазером. Розмістивши за лазером дифракційну гратку і вивчивши спектральний склад дифракційної картини, встановлюють монохроматичність випромінювання, яке генерує газовий лазер. На основі спектроскопічних досліджень, знаючи постійну гратки d, визначають , роблять висновки про спектральний склад випромінювання газового лазера, яке представлене однією лінією.

Завдання.

1. За рекомендованою літературою вивчити теорію, ознайомитися з інструкцією і установкою для виконання роботи, підготувати відповіді на контрольні запитання.

2. Згідно вказівок до виконання роботи №15-Х фізичного практикуму [35, с.157-160], вивчити спектр випромінювання гелію, неону і газової суміші в розрядній трубці, що є активним елементом гелій-неонового газового лазера.

3. Спостереження повторити для кожного випадку, використовуючи як диспергуючий елемент голографічну дифракційну гратку 500 лін/мм, і замалювати спектральні лінії, що спостерігаються для гелію, неону і газової суміші.

4. Вивчити спектральний склад випромінювання, що генерується лазером.

5. За рекомендаціями, що даються в [11] і з урахуванням результатів виконаної роботи, розробити інструкцію для учнів з дослідження спектрального складу випромінювання лазера на факультативних заняттях з фізики.

6. Оформити звіт про виконану роботи і здати його разом з розробленими інструкціями.

Контрольні запитання

1. Які процеси спостерігаються при створенні інверсної заселеності в активному середовищі гелій-ненового лазера?

2. Яка роль атомів гелію в газовій гелій-неоновій суміші.

3. Які параметри впливають на потужність випромінювання газового лазера?

4. Чому випромінювання, що генерується лазером, є монохроматичним?