1.Вывод рабочих формул и описание установки

На оптической скамье (рис.1b) установлены осветитель 1, экран со щелью 3 и дифракционная решетка 4. Щель освещается монохроматическим светом (для этого после осветителя ставится светофильтр 2). Если смотреть на освещенную монохроматическим светом щель через дифракционную решетку (штрихи решетки расположены параллельно щели), то, кроме изображения щели, по бокам видны симметричные дифракционные максимумы. Каждый дифракционный максимум смещен относительно центра на величину (рис.1а): BD₁ = BD₂ = x/2.

Из рисунка 1а видно, что

, ,

где l=AB - расстояние от решетки до щели.

Так как угол  мал, то sin можно с достаточной степенью точности заменить на tg, т.е. считать, что

.

Условие образования дифракционного максимума для решетки ,

откуда: где m – порядок спектра (m=1,2).

2.порядок выполнения работы

1. Включить источник света. Установить красный светофильтр.

2. Установить экран на расстоянии 10 – 15 см от источника света.

3. Установить дифракционную решетку на расстоянии l₁ от экрана так, чтобы на экране (глядя через дифракционную решетку) получалось

четкое изображение центральной полосы и максимумов 1-го и 2-го порядков.

4. Измерить на экране расстояния х₁ – между серединами максимумов 1-го порядка; х₂ – между серединами максимумов второго порядка.

5. Установить дифракционную решетку на расстоянии l₂ от экрана и проделать аналогичные измерения.

6. Поменять светофильтр и повторить пункты 3-5.

7. Вычислить длину световых волн по формуле: .

8. Найти погрешности каждого измерения. Результаты всех измерений и вычислений занести в таблицу.

Фильтр

Красный

Зеленый

Синий

l, мм

Δl, мм

m

х, мм

λ, м

Δλ, м

ελ, %

х, мм

λ, м

Δλ, м

ελ, %

х, мм

λ, м

Δλ, м

ελ, %

1

2

1

2

Расстояния l₁ и l₂ устанавливаются по указанию преподавателя.

Можно выполнять работу без светофильтров, т.е. измерять расстояния по спектрам - между серединами полос одинакового цвета.