Задание 1. Определение для волны лазера
1. Включить He-Ne лазер в сеть переменного тока.
2. Перед лазером на расстоянии L от экрана установить в штативе дифракционную решетку. На экране появится множество не перекрывающихся дифракционных спектров в виде полос красного цвета. Измерения заключаются в определении на экране расстояния ∆Хm, между двумя максимумами одного порядка m, (по указанию преподавателя). Результаты записать в таблицу 1. Проделать опыт еще два раза с другими значениями L.
3. Вычисления: Из формулы дифракционной решетки d∙sinj = ml, где d - период решетки (d=0,01 мм) и полагая, что при малых φ sinφ ≈ tg φ вычислить tg φ формуле:
, а затем длину волны по формуле:
.
4. Произвести расчеты абсолютной ∆λ и относительной погрешности по формулам: ;
.
5. Все результаты записать в таблицу 1
№ | m | L, м | ∆Хm, м | λ, м | λcp, м | ![]() | ε, % |
6. Записать результат в виде: , ε=…%
Задание 2. Определение размера эритроцита.
1. Вместо дифракционной решетки в штатив поместить стеклянную пластинку с мазком крови. Путем перемещения пластинки во фронтальной плоскости добиться появления на экране картины из нерезких чередующихся концентрических темных и светлых колец красного цвета. Так же, как и в первом опыте, произвести измерения L – расстояния от экрана до стеклянной пластины (L взять в пределах от 5 до 15 см) и D – диаметров колец. При этом первым кольцом считается темное, вторым – светлое, третьим темное и т.д. (диаметры колец отметить на чистом листе бумаги, приложенном к экрану).
2. Вычисления: вычислить tgj для полученных колец по формуле ; вычислить радиус частицы согласно условию максимума:
;
→
,
где r – радиус частиц, k-коэффициент пропорциональности (k1=0,61, k2=0.82, k3 = 1.11, k4 = 1.34) λ-длина волны лазерного излучения (берется из первого опыта λcp).
3. Произвести расчеты абсолютной ∆r и относительной погрешности по формулам: ;
.
4. Все результаты записать в таблицу 2
№ кольца | D, м | L, м | r, м | rcp, м | ![]() | ε, % |
5. Записать результат в виде: , ε=…%
Контрольные вопросы и задания
1. Объясните принцип работы лазера.
2. Перечислите и объясните основные характеристики лазерного излучения.
3. Дайте определение дифракции света.
4. Какие волны называют когерентными?
5. Запишите и поясните формулу дифракционной решетки.
6. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.
7. Что называют дифракционной картиной?
8. Объясните процесс дифракции на эритроцитах в мазке крови.
9. Чем обусловлены различия дифракционной картины, создаваемой при дифракции лазерного излучения на дифракционной решетке, и дифракции на эритроцитах?
10. Расскажите о применение лазеров в медицине.
Лабораторная работа №5