Теоретическая часть

 

Теоретическая часть

 

 

Рис. 1

Дифракционная решетка является основной частью измерительной установки показанной на рисунке 1. Решетка (1) устанавливается в держателе (2), который прикреплен к концу линейки (3). На линейке располагается черный экран (4) с узкой вертикальной щелью (5) посередине.

 

 

Экран может перемещаться вдоль линейки, что позволяет измерять расстояние между ним и дифракционной решеткой. На экране и линейке имеются миллиметровые шкалы. Вся установка крепится на штативе (6).

Если смотреть сквозь решетку и прорезь на источник света (лампу накаливания или свечу), то на черном фоне экрана можно наблюдать по обе стороны от щели дифракционные спектры 1-го, 2-го и т.д.

 

Длина световой волны λ определяется по формуле

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ЛР – 9

 

 

где d - период решетки;

k - порядок спектра;

-угол, под которым наблюдается максимум света соответствующего цвета.

 

 

Рис. 2

 

 

Так как углы, под которыми наблюдается максимумы 1-го, 2-го порядков не превышают 5°, то можно вместо синусов углов использовать их тангенсы. Из рисунка 2 видно, что

Расстояние а отсчитывают по линейке от решетки до экрана, расстояние b - по шкале экрана, от щели до выбранной лини спектра.

Окончательная формула для определения длины волны имеет вид:

 

 

2 Практическая часть:

 

1. Подготовить таблицу для записи результатов, определяемых в ходе работы.

Свет	Определить	Вычислить
k	d,м	а,м	b,м	λ,м	λср,м
Красный				п
л
			п
л
Фиолетовый				п
л
			п
л

 

2. Собрать установку, сдвинуть экран на расстояние 40 - 50 см от решетки.

3.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

ЛР – 9

Глядя сквозь дифракционную решетку и щель в экране на источник света и поворачивая решетку в держаке, установить ее так, чтобы дифракционные спектры располагались параллельно шкале экрана.

4. Определить для красного света в спектре 1 и 2-го порядка справа и слева от щели в экране b. Занести данные в таблицу.

5. Вычислить длину световой волны красных лучей. Результат записать в таблицу.

6. Вычислить среднее значение длины волны красного света. Данные занести в таблицу.

7. Вычислить длину волны фиолетового света из спектров.

8. 1-го и 2-го порядков (использовать алгоритм выполнения п.п. 4 - 6).

9. Сравнить полученные результаты длин волн красного и фиолетового света с табличными.

 

Контрольные вопросы

 

1 Что такое дифракционная решетка?

2 Для чего используют дифракционную решетку?

3 Чем спектры, полученные при помощи решеток с 50 до 100 штрихами на миллиметр, отличаются друг от друга?

4 Какое значение имеет ширина и число щелей дифракционной решетки?

 

Литература

 

Дмитриева В.Ф., Физика. - М.: Издательский центр «Академия», 2013,

гл.18, §18.1, гл. 19 §19.6-19.7, §19.12-19.13.