3 сем / Мысков Т.С. ЛБ О-18
.docxТомский политехнический университет
Отделение естественных наук ШБИП
Отчет по лабораторной работе О-18
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ ФРАУНГОФЕРА НА ОДНОЙ И МНОГИХ ЩЕЛЯХ
Студент(ка) гр. 3Н01
Ф.И.О. Мысков Тимофей Сергеевич
к выполнению лабораторной работы ДОПУЩЕН
________________________
подпись преподавателя
Цель работы: изучение дифракции фраунгофера от щели, двух щелей, многих щелей, определение длины волны излучения гелий-неонового лазера, ширины щели и ширины непрозрачной перемычки.
Приборы и принадлежности: оптическая скамья, газовый лазер с блоком питания, диафрагма с одной щелью, диафрагма с двумя щелями, дифракционная решетка, экран.
Краткое теоретическое содержание работы
Дифракцией называется ... |
Совокупность явлений, наблюдаемых при прохождении света с резкими неоднородностями и связанных с отклонениями от прямолинейности распространения. |
Дифракцией Фраунгофера называется ... |
Дифракция в параллельных лучах, т.е. когда источник света и точка наблюдения расположены далеко от препятствия. |
Условие наблюдения дифракционного максимума при дифракции на одной щели: |
|
a sinφ=(2 m+1) λ/2 |
|
где λ — |
Длина волны |
a — |
Ширина щели |
φ — |
Угол дифракции |
m — |
Порядок максимума |
Условие наблюдения дифракционного максимума при дифракции на многих щелях: |
|
d sinφ=m λ |
|
где λ — |
Длина волны |
d — |
Постоянная дифракционной решетки |
φ — |
Угол дифракции |
m — |
Порядок максимума |
Постоянная дифракционной решетки d — это ... |
Сумма ширины щели и ширины непрозрачных промежутков |
При увеличении числа щелей наблюдаемая дифракционная картина изменяется следующим образом: |
Увеличивается интенсивность главных максимумом и уменьшается их ширина |
Вынужденное излучение отличается от спонтанного тем, что ... |
Спонтанное излучение происходит, когда электрон самопроизвольно переходит на более низкий уровень. Вынужденное- под действием внешних факторов |
Схема установки
|
|
|
|
Обозначения: |
|
Δxm — |
Расстояние между левым и правым максимумами |
φm — |
Угол дифракции |
L — |
Расстояние между диафрагмой и экраном |
1 — |
Лазер |
2 — |
Диафрагма со щелью |
3 — |
Экран |
Результаты расчётов
1. Дифракционная решетка (d = 0.01 мм)
Таблица 1.
m |
Δxm, мм |
Δxm ср, мм |
φm |
λ, нм |
L, м |
||||||
1 |
2 |
3 |
|||||||||
1 |
179 |
181 |
180 |
180 |
24 |
4000 |
0,1 |
||||
2 |
359 |
357 |
361 |
359 |
42 |
3300 |
|||||
3 |
541 |
540 |
539 |
540 |
53 |
2630 |
λср, нм |
3310 |
2. Дифракция на одной щели
Таблица 2.
m |
Δxm, мм |
Δxm ср, мм |
φm |
λ, нм |
L, м |
a, мм |
|||||||
1 |
2 |
3 |
|||||||||||
1 |
15 |
12 |
15 |
14 |
4 |
3310 |
0,1 |
0,071 |
|||||
2 |
23 |
21 |
22 |
22 |
6,2 |
0,077 |
|||||||
3 |
31 |
33 |
32 |
32 |
9 |
0,074 |
|||||||
4 |
40 |
39 |
41 |
40 |
11 |
0,078 |
|||||||
5 |
51 |
50 |
49 |
50 |
14 |
0,075 |
|||||||
6 |
61 |
60 |
59 |
60 |
17 |
0,074 |
|||||||
7 |
69 |
72 |
69 |
70 |
19,2 |
0,077 |
|||||||
8 |
79 |
80 |
81 |
80 |
21,8 |
0,076 |
aср, мм |
0,07525 |
3. Дифракция на двух щелях (a = 0.16 мм)
Таблица 2.
m |
Δxm, мм |
Δxm ср, мм |
φm |
λ, нм |
L, м |
d, мм |
|||||||
1 |
2 |
3 |
|||||||||||
1 |
11 |
9 |
10 |
10 |
2,8 |
3310 |
0,1 |
0,068 |
|||||
2 |
20 |
20 |
20 |
20 |
5,7 |
0,066 |
|||||||
3 |
29 |
31 |
30 |
30 |
9 |
0,066 |
|||||||
4 |
38 |
39 |
40 |
39 |
11 |
0,078 |
|||||||
5 |
48 |
49 |
47 |
48 |
13 |
0,075 |
|||||||
6 |
56 |
56 |
56 |
56 |
16 |
0,073 |
|||||||
7 |
66 |
65 |
67 |
66 |
18,2 |
0,074 |
|||||||
8 |
76 |
75 |
74 |
75 |
20,5 |
0,077 |
dср, мм |
0,063 |
Измерения провел студент группы 3Н01
Мысков Т. С.
(Фамилия И.О.)
Дата 18.03.2022
Выводы
При изучении дифракции Фраунгофера была обнаружена зависимость ширины главных максимумов от количества щелей. При увеличении количества щелей уменьшается ширина главных максимумов.