Порядок выполнения работы

1. Включите лазерный источник и наблюдайте на экране интерференционную картину из чередующихся светлых и темных полос. Отрегулируйте экспериментальную установку таким образом, чтобы интерференционная картина выглядела симметричной (окаймленной двумя большими максимумами).

2. Измерьте и занесите в тетрадь расстояние а между рассеивающей линзой и бипризмой (см. рис.32Б.1):

3. Измерьте расстояние b между бипризмой и экраном (см. рис.32Б.1):

4. Измерьте на экране величину области наблюдаемой интерференционной картины H.

5. Измерьте на экране ширину интерференционных полос (расстояние между двумя соседними минимумами). Можно измерять расстояние не между соседними минимумами, а через один или два минимума, а потом результат измерения разделить на 2 или 3 соответственно. Проведите не менее N=3 измерений. Результаты измерений занесите в таблицу 1 рабочей тетради. Вычислите среднее значение ширины интерференционных полос

и также занесите его в таблицу 1.

6. Передвигая экран, повторите пункты 3, 4 и 5 для четырех различных расстояний между бипризмой и экраном. Занесите результаты измерений в таблицу 1 рабочей тетради.

7. По формуле (7) рассчитайте расстояние между мнимыми источниками для трех различных расстояний между бипризмой и экраном.

Рассчитайте среднее арифметическое значение по результатам трех измерений:

8. По формуле (9) рассчитайте преломляющий угол бипризмы для трех различных расстояний между бипризмой и экраном.

Рассчитайте среднее арифметическое значение по результатам трех измерений:

Занесите результаты в таблицу 2 рабочей тетради.

9. Сделайте выводы по результатам работы.

Лабораторная работа № 34 Определение длины световой волны и характеристик дифракционной решетки

Цель работы: применение дифракции света для определения длины волны; оценка характеристик дифракционной решетки.

Методика эксперимента

Экспериментальная установка (гониометр) состоит из источника света S, который помещают в фокусе линзы объектива 1, дифракционной решетки 2, окулярной линзы 3 и экрана 4, расположенного в фокальной плоскости окуляра (рис.34.1).

Рис.34.1

Углы поворота тубуса гониометра с линзой 3, равные углам дифракции, измеряют по шкале.

Расчет дифракционной картины от одной щели приводит к условию минимумов и максимумов соответственно:

, (1)

, (2)

где b – ширина щели, λ – длина волны света, κ – порядок минимума и максимума интерференции.

Распределение интенсивности света при дифракции Фраунгофера от щели показано на рис. 34.2

Дифракционная картина от дифракционной решетки при дифракции Фраунгофера аналогична рис. 34.2, но более сложная (рис.34.3).

Условие минимумов дифракционной решетки определяется дифракцией света от одиночной щели, а главных максимумов и дополнительных минимумов – интерференцией света от различных щелей.

Условие главных максимумов для дифракционной решетки задаётся уравнением:

(3)

где d – период решетки, κ – порядок главных максимумов дифракции, – угол дифракции,

а условия минимумов – уравнением:

(4)