3.Описание установки

Экспериментальная установка представляет собой размещенные на станине лазер с длиной волны излучения  = 653,0 нм, дифракционную решетку и экран с делениями. Решетку можно перемещать вдоль станины. Луч лазера проходит через решетку и попадает на экран, где можно наблюдать дифракционную картину в виде пятен засветки. Самую интенсивную засветку имеет центральное пятно (нулевой главный максимум), по обе стороны от него видны первые и вторые главные максимумы, при выключенном освещении помещения лаборатории удается различить и главные максимумы более высоких порядков. Их положения на экране можно определить с помощью шкалы.

4.Порядок выполнения работы

1. Включить лазер и обнаружить дифракционную картину.

2. Измерить с помощью линейки расстояние L от решетки до экрана и записать результат в таблицу.

3. Измерить с помощью шкалы на экране расстояния D₁, D₂, D₃ от нулевого главного максимума до 1-го, 2-го и 3-го главных максимумов и записать результаты в таблицу.

4. Изменить расстояние от решетки до экрана.

5. Повторить пункты 2-3.

L (м)	D1 (м)	D2 (м)	D3 (м)	d1 (м)	d (м)	d2 (м)	d (м)	d3 (м)	d (м)

5. Порядок расчета

1. Определить постоянную d_k дифракционной решетки для всех номеров главных максимумов k = 1, 2, 3 и использованных расстояний L по формуле

(6)

и занести результаты в соответствующие строки таблицы.

2. Найти среднее значение постоянной решетки по формуле

. (7)

3. Найти отклонения d_k расчетных значений от среднего по формуле

(8)

и занести результаты в таблицу.

4. Найти среднее значение отклонения по формуле

. (9)

5. Записать окончательный результат в виде

(м) . (10)

6. Контрольные вопросы

1. Привести аргументы в пользу волновой теории света и сформулировать принцип Гюйгенса.

2. Дать определение явлению дифракции и пояснить его с помощью принципа Гюйгенса.

3. Пояснить возможность различной освещенности одной и той же точки экрана в зависимости от размеров отверстия и расстояния между источником и экраном (зоны Френеля).

4. Пояснить возможность усиления интенсивности засветки в данной точке экрана с помощью специально подобранного препятствия (зонной пластинки).

5. Записать условие дифракционного минимума освещенности на щели и пояснить его связь с теорией зон Френеля.

6. Дать определение дифракционной решетки, постоянной решетки и указать область применения дифракционных решеток.

7. Записать уравнение главных максимумов дифракционной решетки и дать определения входящих в него параметров.

8. Сформулировать условие исчезновения некоторых главных максимумов дифракционной решетки и получить формулу для подсчета полного числа главных максимумов решетки.

9. Дать определение разрешающей способности дифракционной решетки, записать ее уравнение, дать определение входящих в него параметров.

10. Описать принцип работы лазера.