Лабораторная установка и порядок проведения работы

Принципиальная схема установки приведена на рис. 5. Установка собрана на оптической скамье 5

Работа состоит из двух частей.

Часть I

В первой части работы определяют постоянную дифракционной решетки по известной длине волны света, получаемого от монохроматического источника света,

Для определения постоянной решетки С поступают следующим образом:

1. Включают лазерную установку 1 ( = 0,636 мкм). Рис.5

2. На пути лазерного луча устанавливают дифракционную решетку Д (в положение 3). На экране появится дифракционный спектр от монохроматического источника света: в центре яркое красное пятно (нулевой максимум), а по обе стороны от него – убывающие по интенсивности максимумы 1–го, 2–го, 3–го и т.д. порядка.

3. Устанавливают дифракционную решетку на заданном расстоянии h от экрана э. Расстояние измеряют по линейке 4.

4. Измеряют l₁ – расстояние между центрами максимумов 1–го порядка, симметричных относительно нулевого максимума. Затем измеряют l₂ – расстояние между центрами максимумов 2–го порядка.

Из формулы (7) определяют значение постоянной решетки С, используя данные для спектра 1–го порядка: k = 1, Sin ₁ = l₁/2h, см. (рис. 5.) Вследствие малости угла ₁ можно положить Sin ₁  tg ₁.

Затем определяют значение постоянной решетки (С’’), используя данные для спектра 2–го порядка: k = 2, Sin ₂ = l₂/2h.

Все измерения выполняют два раза для двух значений h, заданных преподавателем. Найденные значения С для двух значений h заносят в протокол и вычисляют среднее значение постоянной решетки и погрешность измерения.

Часть II

Во второй части работы определяют длину волны одной из линий спектра белого света. Спектр создается с помощью дифракционной решетки. Используют значение постоянной решетки С, полученное в первой части работы. Формула измерений в этом случае имеет вид:

 =

(9)

Для определения  поступают следующим образом:

1. Включают источник белого света – проекционный фонарь (2 на рис.5). Между конденсором и объективом проекционного фонаря вставляется непрозрачная пластинка с узкой щелью. Перемещением объектива проекционного фонаря, добиваются того, что на экране будет видно отчетливое изображение щели.

2. На пути пучка белого света на заданном расстоянии от экрана ставят дифракционную решетку Д (в положение 3¹ на рис. 5). На экране появится яркий дифракционный спектр белого света, обращенный к центру картины фиолетовым цветом (см. Рис.6).

3. Измеряют расстояние между одинаковыми линиями спектра 1–го порядка l₁ (цвет линий задает преподаватель). Затем измеряют l₂ – расстояние между такими же линиями в спектре 2–го порядка.

По формуле (9) определяют ₁ (k = 1, Sin ₁ = ) и₂ (k = 2, Sin ₂ = l₂/2h) для двух значений h.

4. Найдя значения ₁ и ₂ для спектра 1–го и 2–го порядка, вычисляют среднее значение длины волны и погрешность измерения.

Протокол лабораторной работы №24

Таблица результатов измерения

Длина волны крайних красных лучей 0,76 мкм

определение С				определение 
h	l	C	С	h	l		