ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 46

Тема: Определение длины световой волны при помощи дифракционной решетки.

Цель работы: Вычислить длину световой волны определенного цвета.

Приборы и принадлежности: штатив с прибором для изучения дифракции света, дифракционная решетка, электрическая лампа.

Краткая теория: Явление дифракции света заключается в отклонении световых волн от прямолинейного пути в случае, когда световая волна встречает на своем пути препятствие или щель. Наиболее ярко дифракция проявляется при размерах препятствия или щели, соизмеримых с длиной волны.

Явление дифракции используют для определения длины световой волны с помощью дифракционной решетки ( прозрачная пластинка с рядом непрозрачных промежутков, в виде штрихов).

При падении на дифракционную решетку когерентного монохроматического излучения, происходит отклонение от прямолинейного распространения на щелях. Лучи, прошедшие через решетку, собирают с помощью линзы на экран. В точках экрана происходит наложение лучей от многих щелей и образуется интерференционная картина. Если рассмотреть две соседние щели, то лучи, отклонившиеся на этих щелях, при попадании в определенную точку экрана, будут отличаться по фазе. Разность фаз соответствует оптической разности хода лучей.

Если разность хода двух выбранных лучей равна нулю или четному числу полуволн ( целому числу волн ), то в результате интерференции получается усиление световой волны (максимум).

Если же разность хода равна нечетному числу полуволн, то происходит ослабление (минимум). Для дифракционной решетки в точках максимума справедлива формула дифракционной решетки:

n = d sin ,

где n - целое число длин волн, уложившихся в разности хода лучей (n = 0, 1, 2, ... ) или порядок дифракционного спектра, d - постоянная решетки или период решетки, - угол дифракции, - длина волны монохроматического света.

Из этого уравнения можно найти длину волны:

= (d sin ) / n .

При освещении решетки белым светом ( для различных длин волн положение световых максимумов будет разное ) получают дифракционные спектры различного порядка. При n = 0 наблюдается центральная полоса белого света. При n =1 симметрично по обе стороны от центральной полосы наблюдают цветные спектры первого порядка. Затем располагаются спектры второго порядка, третьего и т.д.Ход работы:

Т А Б Л И Ц А

Расстояние от дифракционной решетки до шкалы L= 18 см.

	Цвет иском	Поря-	Отсчеты от центра до середины	Сред.	Абсол	Относ
	длины	док	цветной полосы		длина	погреш	погреш
	волны	спект	Влево	Вправо		волн
		n	Х	sin		X	sin		ср.	D ср.
			см		нм	см		нм	нм	нм	%
	Красный
	Зеленый
	Фиолетовый

Работа выполнена:

Дата ___________ _______________________

Подпись преподавателя __________________

При нахождении длины волны угол дифракции мал, поэтому, если tg < 0,1, то sin = tg . Тангенс определяется через отношение расстояния от нулевого максимума до максимума определенной длины волны соответствующего порядка X к расстоянию от шкалы экрана до дифракционной решетки L:

tg = Х/L.