Лабораторная работа №5
Измерение длины световой волны.
Цель: Научиться измерять длину световой волны с помощьюдифракционной решетки.
Оборудование: 1) источник света;
2) дифракционная решетка;
3) линейка с держателем дифракционной решетки;
4) экран с вертикальной щелью и шкалой.
Теоретические сведения: Явление интерференции дает возможность с большой точностью определить длину световой волны. С этой целью удобнее использовать интерференцию световых пучков, которые образуются после прохождения света через дифракционную решетку. Световые лучи, пройдя через решетку, интерферируют (складываются). В результате на экране образуются светлые или темные полосы. Максимумы света наблюдаются в точках экрана для которых выполняется условие:
d sin
где d – постоянная (период) дифракционной решетки.
- порядок (номер) линии при подсчете интерференционных полос от центральной светлой полосы (порядок максимума).
- длина световой волны.
- угол между центральным лучом и направлением на ту или другую полосу интерференционной картины.
Для малых углов sin. Для определения тангенса угла необходимо измерить:
l – расстояние от решетки до экрана.
а –расстояние от центра интерференционной картины до выбранной светлой полосы.
Тогда, tg. Соответственно, получим следующую формулу:
Т.е., рабочей формулой для расчетов будет:
Выполнение работы:
Поместите дифракционную решетку в рамку и направьте линейку на источник света.
Наблюдая щель через дифракционную решетку, выберите такое положение прибора, при котором интерференционная картина будет ярче.
Измеряйте l и a для красного, зеленого и фиолетового цвета в спектре первого порядка.
Опыт повторить два раза, изменяя расстояние от дифракционной решетки до экрана.
Определить средние значения длин волн для каждого цвета отдельно.
Результаты измерений и расчетов запишите в таблицу.
№
d
l
k
Красная линия
Зеленая линия
Фиолетовая линия
a
кр
а
зел
а
ф
м
м
м
нм
нм
м
нм
нм
м
нм
нм
1
1
2
1
3
1
Опыт №1:
кр =
Опыт №2:
Опыт №3:
Средние значения: =----------------------------- = (нм)
=
=
Вывод:_______________________________________________________________________
Ч Ф Ф Ч
0
а а Екран
φ
Дифракционная решетка
Контрольные вопросы:
При каких условиях можно наблюдать явление дифракции?
Как образуется дифракционный спектр?
Лучи какого цвета отклоняются на больший угол?
Для чего используют дифракционные решетки?
