Опис методу та установки. Довжину хвилі монохроматичного світла можна визначити за допомогою дифракційної решітки, якщо виміряти кут

Довжину хвилі монохроматичного світла можна визначити за допомогою дифракційної решітки, якщо виміряти кут , під яким спостерігається спектр k-го порядку:

. (1)

Дифракційна решітка в найпростішому випадку — це прозора скляна пластинка, на якій алмазним різцем нанесено на однаковій відстані штрихи однакової ширини. Прокреслені місця, що розсіюють світло, — непрозорі. Непошкоджені місця являють собою дуже вузькі дифракційні щілини. Дифракційні решітки звичайно виготовляються з кількістю щілин від 50 до 1000 на 1 мм. Копії таких решіток — репліки — дістають відбиттям на желатині або пластмасі. Дифракційні решітки з великою (50—200) кількістю штрихів на 1 мм виготовляють фотографічним способом.

Стала дифракційної решітки d пов'язана з кількістю щілин таким співвідношенням:

,

де N — загальна кількість щілин.

З формули дифракційної решітки (1)випливає, що для монохроматичного світла кутова відстань між сусідніми основними максимумами збільшується зі зменшенням d, а максимальний порядок, який можна спостерігати, визначається так:

.

Положення основних максимумів залежить від довжини хвилі .Якщо на решітку падає потік білого світла, то при тому самому значенні кути дифракції будуть неоднаковими для різних довжин хвиль, тобто спостерігатиметься розкладання білого світла в спектр. При k = 0умова максимуму задовольняється для всіх довжин хвиль, тобто спостерігається центральна світла лінія.

Спектри k- хпорядків утворюються по обидва боки від центральної білої лінії (k = 0)на однакових відстанях, тобто з'являються кольорові лінії від фіолетової до червоної, залежно від спектрального складу випромінювання.

У цій роботі вивчається випромінювання ртутної лампи та лампи розжарювання зі світлофільтром.

Спостереження дифракційної картини та вимірювання кутів дифракції виконують за допомогою гоніометра.

 

Рис. 1.

Оптичну схему установки та хід променів зображено на рис. 1.

Щілина гоніометра S розміщена у фокальній площині коліматорної лінзи L ₁та освітлюється джерелом випромінювання. Паралельний потік світла, який виходить із лінзи L ₁, проходить крізь розміщену на столику гоніометра дифракційну решітку RR. У полі зору зорової труби спостерігається дифракційний спектр. Спостереження повної дифракційної картини проводиться послідовним обертанням зорової труби навколо вертикальної вісі гоніометра.

Будову та принцип дії гоніометра див. в лабораторній роботі № 11.