4 Порядок виконання роботи

1 Увімкнути освітлювач. Переконайтесь, що він створює паралельний пучок світла, який падає на дифракційні ґратки перпендикулярно. Зорієнтуйте освітлювач так, щоб незабарвлена біла смуга нульового порядку знаходилась в центрі екрана із шкалою 4.

2 Період дифракційної ґратки вважається відомим. Запишіть його значення до таблиці 5.1.

3 Виміряйте відстань від ґратки до екрана L (див. рис. 5.3). Результат вимірювань занесіть до таблиці 5.1.

4 Визначте відстані h від середини дифракційного максимуму до центра дифракційної картини (середина білої смуги нульового порядку в центрі екрана 4). Вимірювання провести для трьох кольорів (червоний, зелений, фіолетовий) першого та другого порядків спектра. Візьміть до уваги, що вимірювання потрібно провести для спектрів, розташованих як зліва, так і справа від центра дифракційної картини. У розрахунках використовувати середнє значення h_середн=(h_зліва+h_справа)/2. Це дозволить уникнути систематичної похибки у разі незбігу центра дифракційної картини з центром шкали. Результати занесіть до таблиці 5.1.

Таблиця 5.1

Колір спектра	Порядок спектра	Відстані h, м				Довжина хвилі λ, м	Δλ, м
		hзліва	hсправа	hсередн	Δh
Червоний	m=1
	m=2
Зелений	m=1
	m=2
Фіолетовий	m=1
	m=2
d=<d>±Δd=
L=<L>±ΔL=

4 Визначити похибку вимірювання відстані Δh як напівширину спектральної лінії відповідного порядку. Результат занести до таблиці 5.1.

5 Визначити шукані довжини хвиль за допомогою формули (5.5). Визначити похибки Δλ, використовуючи співвідношення

. (5.6)

Результати занесіть в таблицю 5.1.

6 За результатами лабораторної роботи зробіть висновки.

5 Контрольні питання

Під час підготовки до лабораторної роботи необхідно вивчити:

• теоретичний матеріал з теми “Дифракція” за підручником [2, 5] або конспектом відповідних лекцій;

• матеріал, що поданий вище до даної лабораторної роботи.

Для перевірки теоретичної підготовки до лабораторної роботи дайте відповідь на такі питання:

1. Принцип Гюйгенса-Френеля.

2. Метод зон Френеля. Радіус зони Френеля (доведення). Амплітуда коливань світлової хвилі від точкового ізотропного джерела (доведення).

3. Дифракція Френеля на круглому отворі. Амплітуда світлового вектора в центрі дифракційної картини (доведення).

4. Дифракція Френеля на круглому диску. Амплітуда світлового вектора в центрі дифракційної картини (доведення).

5. Дифракція Фраунгофера на щілині. Амплітуда й інтенсивність світла, максимуми й мінімуми (доведення).

6. Дифракція Фраунгофера на дифракційних ґратках. Амплітуда та інтенсивність світла, максимуми й мінімуми (доведення).

7. Дисперсія і роздільна здатність дифракційних ґраток (доведення). Роздільна здатність об'єктива.

8. Дифракція на просторових структурах. Закон Вульфа-Брегга (доведення). Рентгенівська спектроскопія. Рентгенострук­турний аналіз.

9. Опишіть порядок виконання лабораторної роботи. Опишіть експериментальну установку.

10. Зробіть схематично розподіл інтенсивності в дифрагованому світлі залежно від sin(φ), якщо загальне число щілин ґраток N = 3 і d/b = 3.