Хід роботи

Схема лабораторної установки представлена на рис.4.1 Промінь лазера 1 освітлює щілини дифракційної решітки 2 так, що у просторі за решіткою утворюються мінімуми та максимуми інтенсивності, спостерігати які можна на екрані 3.

Рисунок 4. 1

1. Виміряти відстань від дифракційної решітки до екрану L.

2. Зафіксувати в зошиті положення максимумів 1-го, 2-го, …,5-го порядків. Виміряти відстань між максимумами 1-го, 2-го, …,5-го порядків 2 x _{1 ,} 2 x₂ ,…, 2 x₅ . Якщо кут φ малий, то буде виконуватись умова:

. (4.8)

При цьому формула (4.7) може бути записана у вигляді:

. (4.9)

3. Позначимо через величину:

, (4.10)

тобто:

. (4.11).

4. За формулою (4.10) розрахувати . Дані занести в таблицю.

5. Експериментальні результати представити в графічному вигляді . Згідно формули (4.11) цей графік повинен бути лінійним. Через експериментальні точки провести найкращу пряму, яка б проходила через максимальну густину точок. По графіку визначити середнє значення довжини хвилі лазерного випромінювання як (рис. 4.2) за формулою:

, (4.12)

де (m₁, y₁) та (m₂, y₂) дві довільні точки на графіку, але не експериментальні дані з таблиці.

m	x i , мм	yi, мм	d, мм	L, мм	, нм
1			0.032
2
3
4
5

6. Зробити висновок щодо справедливості умови дифракційного максимуму при дифракції на решітці - формули (4.7): якщо графік лінійний, то формула (4.7) справедлива.

Рисунок 4. 2

7. Розрахувати відносну похибку вимірювань Е за формулою:

.(4.13)

Абсолютні похибки величин ,,визначити за формулами:

, де ;(4.14)

, де , ; (4.15)

, де ,. (4.16)

8. Оцінити абсолютну похибку вимірювань довжини хвилі  за формулою

, (4.17)

8. Остаточний результат вимірів довжини хвилі представити у вигляді:

. (4.18)

Порівняти одержаний результат з табличним значенням .

Контрольні запитання

1. Яке явище називається дифракцією світла?

2. Що таке дифракційна решітка, для чого вона призначена?

3. Чому дифракційна решітка розкладує світло в спектр?

4. Різниця ходу та різниця фаз при дифракції на дифракційній решітці.

5. Написати умови виникнення дифракційного максимуму інтенсивності при дифракції на дифракційній решітці.

Література

1. Ландcберг Г. С. Оптика. – М.: Наука, 1976.

2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. – т. 4. – М.: Наука, 1980.

3. Савельев И. В. Курс общей физики.– т. 2. – М.: Наука, 1982.

4. Физический энциклопедический словарь.- М.: СЭ, 1999.

Методичні вказівки розробив доц. Правда М. І.

Рецензент проф. Лоскутов С.В.