4 Інструменти, обладнання і прилади

Л абораторна установка показана на рис. 1, а її схема на рис. 2. Біле світло від лампи Л, проходячи через конденсор К паралельним пучком променів падає на дифракційну ґратку Д.

Н а екрані Е спостерігається дифракційне зображення нитки розжарювання лампи у вигляді центрального максимуму 0 (біле світло) і ряду спектрів першого, другого й вищих порядків.

Відстань h від середини центрального максимуму до кожної області спектру знаходиться за міліметровою шкалою екрана, відстань l від дифракційної ґратки до екрана вимірюється лінійкою. Для світлових хвиль довжиною λ в спектрі до k -го порядку

.

Період дифракційної ґратки

. (3)

Відносна похибка визначення періоду дифракційної ґратки

. (4)

Числові значення λ задані з відносною похибкою , абсолютні похибки Δl і Δh визначаються як номінальні похибки лінійки й шкали екрану. Довжини хвиль центральних областей спектру: червоної – 660 нм, зеленої – 550 нм, синьої – 430 нм.

5 Завдання

Визначити період дифракційної ґратки за дифракційною картиною.

6 Питання вхідного контролю

6.1 Що таке дифракція світла? Як пояснюється це явище на основі принципу Гюйгенса?

6.2 Що таке період або стала дифракційної ґратки?

6.3 Поясніть утворення дифракційної картини монохроматичного й білого світла від багатьох щілин.

6.4 При якій оптичній різниці ходу світлових хвиль утворюються інтерференційні максимуми й мінімуми?

7 Хід роботи

7.1 Ввімкнути в мережу трансформатор лампи-освітлювача й шляхом переміщення екрана одержати в його центрі чітке зображення нитки розжарювання лампи (центральний максимум). Виміряти відстань l.

7.2 Проспостерігати на екрані спектри першого, другого й вищих порядків. Виміряти h вправо й вліво від центрального максимуму для центральних червоної, зеленої й синьої частин спектру 2-го і 3-го порядків. Вимкнути лампу-освітлювач.

7.3 Для центральних червоної, зеленої й синьої областей спектру за результатами вимірювань знайти середнє значення h.

7.4 Застосувавши формулу (3), визначити період дифракційної ґратки за заданими довжинами хвиль для червоної, зеленої й синьої областей спектру. Визначити середнє значення періоду дифракційної ґратки.

7.5 За формулою (4) знайти відносну похибку вимірювання періоду ґратки.

7.6 За формулою (1) визначити число штрихів ґратки на 1 мм її довжини, взявши за с його середнє значення.

7.7 Результати вимірювань і розрахунків занести до табл. 1.

Таблиця 1

Область спектру	λ, м	k	h, м			с, м	l, м	Е, %
			Зліва	Справа	Середн.
Червона	6,60·10-7
Зелена	5,50·10-7
Синя	4,30·10-7
сср = мм			n = 1/мм