- •Лабораторная работа №6 Определение длины волны излучения лазера методом бипризмы Френеля
- •1. Теоретическое введение
- •2. Схема установки и порядок выполнения работы
- •2.2 Определение расстояния между мнимыми источниками
- •2.3. Определение длины волны света для лазерного излучения
- •Контрольные вопросы
- •Литература
2. Схема установки и порядок выполнения работы
2.1. Схема установки
Установка состоит из оптической скамьи 1 с линейкой, источника света (лазер) 2 с рассеивающей линзой 3, приклеенной к выходному окну лазера; бипризмы Френеля 4, короткофокусной линзы 5, длиннофокусной линзы 6 и экрана 7 (см. рис. 6.3).
Рис. 6.3
2.2 Определение расстояния между мнимыми источниками
1. Установите на оптической скамье приборы в следующей последовательности: лазер с линзой на торце, бипризму Френеля, длиннофокусную линзу и экран.
Приборы расположите по высоте так, чтобы их центры находились на одной прямой, параллельной оптической скамье.
2. Бипризму Френеля расположите на расстоянии d = 10 – 15 см от линзы . Значение d записывают в табл. 1.
3. Перемещая длиннофокусную линзу вдоль скамьи, найдите такое положение линзы, при котором на экране появится четкое изображение мнимых источников в виде двух ярких светящихся точек.
4. С помощью регулировочного винта 8 сместите бипризму перпендикулярно скамье, добиваясь одинаковой яркости точек на экране.
5. Измерьте и занесите в табл. 1 расстояния между линзой и бипризмой (С) и между линзой и экраном (b).
6. Найдите расстояния между изображениями мнимых источников на экране . Его значения занесите в табл. 1.
Пункты 3, 5, 6 повторите 3 раза.
7. Определи средние значения величин C, d, найдите расстояние между мнимыми источниками l по формуле:
Убедитесь в том, что расстояние l много меньше L (см. рис. 6.2).
Таблица 1.
|
C |
b |
d |
l |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Среднее |
|
|
|
|
|
8. Погрешность измерений определяют по формуле:
2.3. Определение длины волны света для лазерного излучения
1. Не меняя положения бипризме Френеля, замените линзу на короткофокусную линзу .
2. Перемещая рейтер с линзой вдоль скамьи, получите интерференционную картину на экране в виде чередующихся темных и светлых полос. Установите линзу так, чтобы картина на экране была достаточно четкой и крупной.
3. С помощью регулировочного винта 8 сместите бипризму перпендикулярно скамье до тех пор, пока интерференционная картина не приобретает вид параллельных прямых полос.
4. Измерьте и занесите в табл. 2 расстояния b, c, d (см. рис. 6.3).
5. Измерьте расстояние между центрами крайних интерференционных полос (удобнее брать темные полосы). Ширину интерференционной полосы определите по формуле:
г де n – число полос, между которыми замерено расстояние . Данные занесите в табл. 2.
6. Изменив положение бипризмы, повторите пп. 2, 3, 4, 5.
7. По формуле (6.13) определите длину волны лазерного излучения.
Таблица 2
|
B |
C |
D |
Z |
нм |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Данные установки:
см,
см,
см,
1/рад.
8. Расчет погрешности можно провести по следующей приближенной формуле
В этой формуле учтены погрешности только тех величин, которые дают наибольший вклад в суммарную ошибку измерения.