Выполнение работы

Перепишем условие образования максимумов (6) . (7)

Видно, что синусы углов в спектре данного порядка прямо пропорциональны длинам волн. Таким образом, длина волны монохроматического света может быть определена с помощью дифракционной решетки.

Дифракционная решетка представляет собой стеклянную пластинку, на которой остро отточенным алмазным острием нанесен ряд параллельных штрихов с промежутками между ними. Лучшие дифракционные решетки имеют число штрихов М до 2000 на 1 мм, что соответствует периоду d = 1/m = 0,0005 мм = 0,5 мкм. Через промежутки между штрихами свет проходит, сами же штрихи, т.е. места, где стекло повреждено, являются непрозрачными для световых лучей.

Для определения длины волн монохроматического света используются гониометры - приборы, с помощью которых можно измерять угловые величины. Схема гониометра с дифракционной решеткой приведена на рис.4

Гониометр состоит из массивного диска М, на краю которого нанесены деления в градусах. В центре диска имеется столик, на котором устанавливается дифракционная решетка Д. Одна из труб К называется коллиматором. Ее назначение - создать узкий параллельный пучок света. С одной стороны коллиматор имеет щель, ширину которой можно регулировать. Вторая труба T представляет зрительную трубу с крестом нитей. Эта труба, соединенная с круговыми нониусами N₁ и N₂ , может вращаться вокруг оси диска. Сначала зрительная труба устанавливается так, чтобы в ней было видно совмещенное с крестом нитей изображение щели. Затем на столик гониометра помещают дифракционною решетку перпендикулярно к пучку световых лучей, идущему через коллиматор. При этом в зрительной трубе на месте изображения щели будет виден дифракционный максимум нулевого порядка.

По одному из нониусов определяют положение нулевого максимума . Поворачивая зрительную трубу, например, вправо, находят дифракционный максимум первого порядка и показание гониометра заносят в табл.1. Угол поворота ₁ находится как разность показаний гониометра в двух положениях - нулевого и первого (по абсолютной величине). Такой же дифракционный максимум обнаруживаем и при повороте зрительной трубы влево на угол ₂, который вычисляется аналогично углу ₁. Следует отметить, что ввиду погрешности измерений углы ₁, и ₂ могут отличаться на некоторую малую величину, поэтому расчет ведется по среднему значению угла.

Аналогичные измерения проводят для второго и третьего максимумов и по формуле (7) определяют длину световой волны . Определение длин световых волн производят для разных светофильтров. В данной лабораторной работе используются дифракционные решетки с периодом d =(1:50) мм или d =(1:100) мм. Результаты всех измерений для каждого светофильтра заносят

Таблица 1.

Светофильтр красный ср=
Порядок спектра	Показания гониометра в градусах			1	2		sin	, мм
	0	Отсчёт вправо	Отсчёт влево
0
1
2
3

в отдельную таблицу, и по трем значениям длин волн, соответствующим трем дифракционным максимумам, определяют среднее значение длины световой волны _ср.

Учебное издание

Практикум по курсу общей физики

Учебное пособие для вузов

Составители:

Миловидова Светлана Дмитриевна

Сидоркин Александр Степанович

Рогазинская Ольга Владимировна

Либерман Зиновий Александрович

Нестеренко Лолита Павловна

Редактор К.А. Золотарева