Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

Цель работы: Определить длину световой волны фиолетового, зеленого и красного лучей.

Принадлежности: Дифракционная решетка, прибор для определения длины световой волны (рейка с подвижным щитком), гониометр, осветитель.

Подготовка к занятию.

Прочитать параграфы, относящиеся к прохождению параллельного пучка света через дифракционную решетку. Выяснить, что главные максимумы возникают при условии:

(1)

Упражнение 1. Определение длины световой волны с помощью рейки с ползунком.

Описание прибора.

Прибор (рис.1) состоит из рейки 1 прямоугольного сечения. К торцу передней части рейки прикреплена рамка 2, в которую вкладывается ползунок, который может перемещаться вдоль рейки. На ползунке укреплен щиток 3, на нижней части которого имеется миллиметровая шкала. Над нулевым делением в шкале сделано небольшое прямоугольное окно.

Выполнение работы.

1. Расположить на рейке последовательно: осветитель, щиток и на противоположном конце - вставленную в рамку дифракционную решетку так, чтобы плоскости решетки и щитка были параллельны между собой и перпендикулярны рейке.

2. Приблизив глаз к дифракционной решетке, направляют прибор на источник света так, чтобы сквозь узкую щель была видна нить накала лампы. На черном фоне по обе стороны окна в щитке будут видны дифракционные спектры, симметрично расположенные относительно окна.

3. В спектрах каждого порядка, расположенных по обе стороны от окна, отсчитать по шкале расстояние от середины шкалы до крайних фиолетовых, зеленых и красных лучей. В каждом порядке спектра находят среднее расстояние для соответствующих лучей h.

4. По шкале на рейке определить расстояние от дифракционной решетки до щитка – l.

5. Вычислить угол дифракции, используя соотношение в треугольнике со сторонами h, 1, направление наблюдаемого луча:

Так как мал, то без существенной погрешности можно допустить, что

(2)

6. Вычислить длину волны фиолетового, зеленого и красного цвета.

Из равенств (1) и (2) получим:

, откуда (3)

7. Провести три серии измерений при различных расстояниях l.Найти средние значения длин. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:

Лучи	k	Отсчет влево h, мм	Отсчет вправо h, мм	Среднее h, мм	Длина волны , м	Длина волны сред , м
Фиолет.	1.
	2.
	3.

Упражнение 2. Определение длины световой волны с помощью гониометра.

Описание гониометра.

На рис.2 изображен гониометр – прибор, при помощи которого можно измерять углы и определять направление лучей света. Он состоит из зрительной трубы 1, коллиматора 2, горизонтального круга (лимба) 3, разделенного на градусы. В центре круга возвышается предметный столик 4, который может вращаться, а также подниматься и опускаться с помощью винта

Коллиматор представляет собой трубу, с объективом 6 и регулируемой щелью 7, расположенной в фокальной плоскости объектива, благодаря чему пучок лучей, падающий на объектив, после преломления в нем становиться параллельным.

Зрительная труба состоит из объектива 9 и окуляра 10, расположенного в фокусе объектива. Перед окуляром находится нить, служащая для точной наводки зрительной трубы на щель коллиматора.

Зрительная труба может вращаться около вертикальной оси, проходящей через центр круга гониометра, причем вместе со зрительной трубой поворачивается соединенный с ней нониус 8. Поворот трубы производится за ручку 11. Цена деления шкалы лимба 1 градус, точность нониуса 2 минуты.