Изучение дифракции Френеля на круглом отверстии

1. Установите на столик диафрагму № 2 с круглым отверстием диаметром 10 мм.

2. Установите на шкале зрительной трубе 4 показания .

3. Вращая маховичок 5 на зрительной трубе 9, настроить трубу на ∞ (отсчет d₂по шкале): в центре дифракционной картины будет наблюдаться яркое световое пятно. Это положение соответствует - условной границе между дифракцией Фраунгофера и дифракцией Френеля.

4. Плавно вращая маховичок 5 в любую сторону, добейтесь, того чтобы в центре появилось тёмное пятно, при этом число зон Френеля, укладывающихся в отверстии, будет равно . Будьте внимательны и не пропустите появление первого тёмного пятна в центре дифракционной картины. Вращая маховичок 5 в ту же сторону, получите в центре светлое пятно ( =3) потом опять тёмное ( =4) и т. д., до максимально возможного значения числа зон Френеля ( ).

5. Для каждого целого значения снимите показания по шкале и рассчитайте значения по формуле (4), учитывая, что перемещение на одно деление по шкале соответствует изменению на 2.66 мм. При расчётах использовать значения λ = 0,65 мкм, f₂= 400 мм. Данные занести в таблицу. Измерения выполнить не менее трёх раз.

Таблица 2

	, дел (цена дел. 2,66 мм.)	, м.	, м.
			, дел.	, мм.
. .

6. Постройте экспериментальную зависимость от . Сравните экспериментальную зависимость с теоретической зависимостью , где рассчитывается по формуле (5.13) при тех же значениях и при λ = 0,65 мкм, = 10 мм.

Задание 3.

Изучение дифракции Френеля и дифракции Фраунгофера на отверстиях различной формы

1. Поставьте на столик последовательно экраны №4, №5, №6. Получите дифракционные картины, зарисуйте их и дайте объяснение наблюдаемым эффектам.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.32 ДИФРАКЦИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Цель работы – Определение ширины щели и постоянной дифракционных решеток по дифракционным картинам на экране наблюдения.

Оборудование – модульный лабораторный учебный комплекс МУК-О.

Методика эксперимента

Эксперимент в настоящей лабораторной работе выполняется на модульном лабораторном учебном комплексе МУК-О.

Лазерный источник света находится верхней части комплекса. Ниже расположена турель 2, в которой расположены объекты исследования. Рекомендуется вначале провести измерения с одиночной щелью, установив её (см. пиктограмму) под излучение лазерного источника. Затем, поворачивая турель 2, переходить к двум, четырем щелям, одномерной и двухмерной дифракционным решеткам, место расположения которых определяется также по соответствующим пиктограммам.

Для определения ширины щелей и расстояний между ними нужно зарисовать дифракционные картины соответствующих объектов. Для этого на верхнюю крышку электронного блока положите лист белой или миллиметровой бумаги, который будет играть роль экрана наблюдения.

Во избежание перегрева лазера время работы лазерного источника при измерениях не должно превышать 15 минут.

Порядок выполнения работы

1. Перед началом работы изучите теорию явления дифракции на щели и на дифракционной решетке.

2. Изучите устройство и правила эксплуатации комплекса МУК-О в Приложении 3.

3. Ознакомьтесь с порядком включения и выключения лазерного источника света и инструкцией по технике безопасности. Обратите особое внимание на недопустимость попадания в глаза прямого лазерного излучения.

4. Удалите с оптической оси все объекты расположенные ниже турели 2 (если они установлены), а турель 2 поверните в нейтральное положение.

5*. Включите лазерный источник света.

Внимание! Пункты, помеченные звёздочкой, выполняет преподаватель или лаборант.

Задание 1