Работа 6. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

Цель работы: изучение явления дифракции и определение длины световой волны.

Принадлежности: Дифракционная решетка, лазер, оптическая скамья.

Контрольные вопросы

1. Принцип Гюйгенса – Френеля.

2. Дифракция света.

3. Вывод условия наблюдения максимумов и минимумов при дифракции от одной щели.

4. Докажите закон прямолинейного распространения света.

Введение

В данной работе лазерное излучение падает на дифракционную решетку ( ). Дифракционная картина наблюдается на экране, удаленном от решетки на расстояние равное . Расстояние L подбирается так, чтобы выполнялось условие приближения дифракции Фраунгофера.

На экране наблюдается ряд дифракционных максимумов в виде пятен, убывающих по интенсивности от центра к периферии. Дифракционный угол определяет расстояние между центральным (нулевым) максимумом и ным максимумом. Для малых углов выполняется условие и тогда из формулы дифракционной решетки можно получить, что

. 1.6

Ширину дифракционного максимума можно оценить с помощью формулы , где - число щелей дифракционной решетки. Отсюда

. 2.6

Выполнение работы.

Закрепить на экране лист чистой бумаги.

1. Измерить расстояние L от дифракционной решетки до экрана.

2. Включить лазер.

3. На листе бумаги зарисовать пятна дифракционных максимумов.

4. Измерить расстояние между центральным максимумом и максимумами 1, 2, 3, 4 – порядков. Рассчитать длину световой волны. Сравнить полученный результат с теоретическим значением.

5. Измерить ширину центрального максимума и определите число щелей дифракционной решетки. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу.

Таблица 1.

Порядок, m	Вправо		Влево
1.
2.
3.
4.

Вывод._________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Решить задачи.

1. На дифракционную решетку падает нормально белый свет. Постоянная дифракционной решетки равна 2 мкм. Определить наибольший порядок дифракционного максимума для красного и фиолетового света.

2. На дифракционную решетку падает белый свет. На какую длину волны в спектре третьего порядка накладывается красная линия в спектре второго порядка?

3. Дифракционная решетка отклоняет спектр третьего порядка на угол . На какой угол она отклонит спектр четвертого порядка?