Работа 4 дифракционная решетка

Цель работы: изучение дифракции света на дифракционной решетке.

Оборудование: работа выполняется на компьютере.

Контрольные вопросы.

1. Дифракция Фраунгофера на бесконечной щели.

2. Условия наблюдения максимумов и минимумов.

3. Что называется периодом дифракционной решетки?

4. Как изменится дифракционная картина если решетку осветить белым светом?

5. Почему в центре дифракционной картины всегда наблюдается максимум?

Введение

В ажное практическое значение имеет дифракция света на дифракционной решетке. Простейшая дифракционная решетка состоит из прозрачных участков, разделенных непрозрачными промежутками. На решетку с помощью собираю-щей линзы направляют параллельный пучок лучей. Дифракционная картина наблюдается в фокальной плоскости второй собирающей линзы, установленной за решеткой (см. рис 1).

В каждой точке Р на экране соберутся лучи, ко-торые до линзы были параллельны между собой и распространялись под определенным углом к направлению падающей волны. Для того, чтобы в данной точке Р наблюдался дифракционный максимум, разность хода волн, испущенных соседними щелями, должна быть равна целому числу длин волн, т.е.

,

где - постоянная дифракционной решетки,

- целое число.

Это выражение определяет положение главных максимумов в дифракци-онной картине. Для малых углов справедливо соотношение и тогда

. 1

Следует иметь ввиду, что в данном случае имеет место многолучевая ин-терференция волн, приходящих в данную точку Р от щелей. Поэтому между двумя главными максимумами будет располагаться дополнительных минимума, разделенных дополнительными максимумами, создающими весьма слабый фон. Чем больше щелей имеет дифракционная решетка, тем большее количество энергии пройдет через нее, тем больше минимумов образуется между главными максимумами и, следовательно, более интенсивными и более острыми будут максимумы (см. рис. 2).

Выполнение работы

1. Установить параметры решетки и согласно индивидуальному варианту. Для указанных длин волн по формуле 1 рассчитать угол под которым наблюдается максимум первого порядка. Результаты расчетов проверить на математической модели. Результаты расчетов и измерений занести в таблицу 1.

Таблица вариантов 1.

№№	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	100	100	100	100	100	8	8	8	8	8
	50	20	100	20	50	100	100	50	20	50
	600	580	560	540	600	560	570	600	590	570
	520	500	480	460	480	500	480	520	470	450
	440	400	380	360	360	420	360	400	390	370

Таблица 1.

№№			Угол дифрации
			теоретическое	опытное

2. Установить значения параметров и согласно индивидуальному варианту (см таблицу вариантов 2). Изменяя число штрихов в дифракционной картине от минимального до максимального проследить как изменяется дифракционная картина. Сделать вывод. Зарисовать наблюдаемые картины.

Таблица вариантов 2.

	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	20	50	100	20	50	100	20	50	100	50
	600	560	500	460	400	360	420	520	480	580

Сделать вывод.