При выполнении этого пункта необходимо проконсультироваться с преподавателем.

5. Перемещая зрительную трубу слева направо, определяют положение всех спектральных линий второго, затем пер­вого порядков левого спектра.

Перейдя через центральный максимум (яркая неокрашенная вертикальная линия), аналогичным образом определяют положения спектральных линий первого и второго порядков правого спектра.

Все измерения повторяют многократно и результаты заносят в таблицу по форме 1. Число измерений указывается преподавателем. Для всех спектральных линий находят средние значения углов, под которыми эти линии наблюдаются (j_{П ср} – для линии правого спектра; j_{Л ср} – для линии левого спектра). Результаты записывают в таблицу по форме 1.

6. Вычисляют значения углов j_{П ср} – j_{Л ср} между линиями ле­вого и правого спектров одного и того же порядка. Очевидно, что величина равно углу j отклонения лучей, входящему в формулу (3). Используя последнюю, вычисляют l. Период дифракционной решетки указан на установке.

7. Для каждой линии находят l_ср и оценивают погреш­ность их измерения Dl_ср.

Форма 1

Порядок спектра	Цвет линии	Левый спектр	Правый спектр		l, мкм
к	jл1	jл2	jл3	jл ср	jп1	jп2	jп3	jп ср
	Фиолет.
Желтый
Зеленый
	Фиолет.
Желтый
Зеленый
d =5 мкм

Используя результаты, полученные при обработке экс­периментальных данных, по указанию преподавателя выпол­няют одно из нижеприведенных заданий.

Задание 1. Определить число спектральных линий фиолетового и желтого цвета, которые теоретически можно наблюдать с помощью дифракционной решетки, используе­мой в работе.

Задание 2. Найти число спектральных линий, которые теоретически можно наблюдать с помощью дифракционной решетки, используемой в работе, если на пути световых лу­чей поставить светофильтр, пропускающий лучи зеленого цвета.

Задание 3. Найти максимальный порядок спектра для желтой линии, если дифракционную решетку, используемую в данной работе, заменить другой с числом штрихов N = 1,5×10⁴ и длиной l = 3 см.

Задание 4. Спектры каких порядков исчезнут, если дифракционную решетку, используемую в работе, заменить другой с периодом d = 2 мкм и шириной щели а = 1 мкм? Найти число спектральных линий желтого цвета, которые теоретически можно наблюдать в данном случае.

Задание 5. Спектры каких порядков исчезнут, если па пути световых лучей поставить светофильтр, пропускающий лучи зеленого цвета, и новую дифракционную решетку с пе­риодом d = 3 мкм и шириной щели а = 1 мкм? Найти общее число спектральных линий, которые теоретически можно на­блюдать в данном случае.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление дифракции света?

2. Что из себя представляет дифракционная решетка? На­пишите условие возникновения главных максимумов при про­хождении света через дифракционную решетку.

3. На рис. 4 дан ход лучей при получении дифракцион­ного спектра третьего порядка в том случае, когда на решет­ку падет излучение, содержащее две длины волны.

Рис. 4

Длины волн l₁ и l₂ соответствуют коротковолновой и длинноволновой границам видимого света.

а) Какой диапазон длин волн (в нм) ограничивают l₁ и l₂?

б) Каким отрезком изображен на рис. 4 спектр?

в) Какие отрезки соответствуют разности хода лучей для l₁ и l₂? Как эти разности хода связаны с длинами волн?

r) Какая точка соответствует положению спектра нулевого порядка?

4. Где должна быть расположена щель по отношению к коллиматорной линзе, чтобы на решетку падал параллельный пучок света?

5. Сколько длин волн укладывается в разности хода волн, образующих спектральную линию l = 650 нм в спектре 3-го порядка? Под каким углом j эта линия наблюдается?

6. Решетка, используемая в данной работе, имеет 200 штрихов на 1 мм. Можно ли с ее помощью получить ди­фракционный максимум 8-го порядка для красного (l = 650 нм) и фиолетового (l = 430 нм) цветов?