- •Лабораторная работа n7 дифракция света.
- •1. Цель и задачи работы
- •3. Методика выполнения работы
- •3.1. Лабораторная установка
- •3.2. Определение длины волны лазерного излучения
- •3.3. Определение периода решётки
- •3.4. Определение диаметра мелких частиц.
- •Условия максимумов
- •3.5. Определение длин волн спектра ртути
- •4. Контрольные вопросы
- •Использование гониометра для исследования дифракционных спектров.
- •Правила снятия отсчета на гониометре
Условия максимумов
r · sinφ0 = 0, r · sinφ2=0,81λ , r · sinφ4=1,33λ . . .
Условия минимумов (6)
r · sinφ1=0,61λ, r · sinφ3 = 1,12λ, r · sinφ5= 1,62λ. . .
где r - радиус частиц, λ - длина световой волны,
φm -углы дифракции (m = 0,1,2,3,4,5,...).
3.4.2. Для определения радиуса частиц установите рамку с порошком ликоподия на рельс между лазером и экраном и измерьте радиусы Rm видимых на экране тёмных и светлых дифракционных колец.
Определить синусы углов дифракции по формуле:
(7)
где в - расстояние от рейки до экрана.
По формуле (6) рассчитать значение радиуса частиц и получить среднее значение r.
где К - коэффициент перед величиной λ в формулах (6).
3.5. Определение длин волн спектра ртути
Если дифракционная решётка освещается не монохраматическим излучением, то углы дифракции, как следует из формулы (2), будут различны для разных длин волн. Следовательно, дифракционная решетка разлагает сложное излучение в спектр.
Для определения длин волн спектра ртути необходимо осветить 'щель гониометра излучением ртутной лампы и установить дифракционную решетку с периодом 1/500 мм на столик гониометра. Поворачивая зрительную трубу гониометра найдите главный максимум, а затем все видимые линии спектра первого порядка справа и слева от главного максимума. Наведите зрительную трубу на каждую линию этих спектров и снимите отсчёты по шкале гониометра α1 и α2, соответствующие этим двум положениям жёлтой линии. |
Длины волн линий спектра можно определить по формуле
(8)
К
|
Rm, мм
|
ΔR, мм
|
в, мм
|
ΔВ, мм
|
г, мм
|
Δг, мм
|
|
|
|
|
|
|
|
среднее значение:
|
|
|
Угол дифракции определить по формуле
(9)
Определите длину волны жёлтой линии по формуле (8). Аналогичные измерения проведите для всех линий указанных в таблице
N
|
Линия
|
α 1
|
α 2
|
φ
|
λ, мм
|
Δλ, мм
|
1 2 3 4 5 6 7
|
красная оранжевая желтая зеленая голубая синяя фиолетовая
|
|
|
|
|
|
где Δd = 0,2 • 10 -4 мм Δα = 5" = 0,24 • 10 –4 рад.
Правила работы с гониометром смотри в приложении.