Лабораторная работа Определение длины световой волны

Лабораторная работа №5

Измерение длины световой волны.

Цель: Научиться измерять длину световой волны с помощьюдифракционной решетки.

Оборудование: 1) источник света;

2) дифракционная решетка;

3) линейка с держателем дифракционной решетки;

4) экран с вертикальной щелью и шкалой.

Теоретические сведения: Явление интерференции дает возможность с большой точностью определить длину световой волны. С этой целью удобнее использовать интерференцию световых пучков, которые образуются после прохождения света через дифракционную решетку. Световые лучи, пройдя через решетку, интерферируют (складываются). В результате на экране образуются светлые или темные полосы. Максимумы света наблюдаются в точках экрана для которых выполняется условие:

d sin

где d - постоянная (период) дифракционной решетки.

- порядок (номер) линии при подсчете интерференционных полос от центральной светлой полосы (порядок максимума).

- длина световой волны.

- угол между центральным лучом и направлением на ту или другую полосу интерференционной картины.

Для малых углов sin. Для определения тангенса угла необходимо измерить:

l - расстояние от решетки до экрана.

а -расстояние от центра интерференционной картины до выбранной светлой полосы.

Тогда, tg. Соответственно, получим следующую формулу:

Т.е., рабочей формулой для расчетов будет:

Выполнение работы:

1. Поместите дифракционную решетку в рамку и направьте линейку на источник света.

2. Наблюдая щель через дифракционную решетку, выберите такое положение прибора, при котором интерференционная картина будет ярче.

3. Измеряйте l и a для красного, зеленого и фиолетового цвета в спектре первого порядка.

4. Опыт повторить два раза, изменяя расстояние от дифракционной решетки до экрана.

5. Определить средние значения длин волн для каждого цвета отдельно.

6. Результаты измерений и расчетов запишите в таблицу.

№

d

l

k

Красная линия

Зеленая линия

Фиолетовая линия

a

_кр

а

_зел

а

_ф

м

м

м

нм

нм

м

нм

нм

м

нм

нм

1

1

2

1

3

1

Опыт №1:

_кр =

Опыт №2:

Опыт №3:

Средние значения: =----------------------------- = (нм)

=

=

Вывод:_______________________________________________________________________

Ч Ф Ф Ч

0

а а Екран

φ

Дифракционная решетка

Контрольные вопросы:

1. При каких условиях можно наблюдать явление дифракции?

2. Как образуется дифракционный спектр?

3. Лучи какого цвета отклоняются на больший угол?

4. Для чего используют дифракционные решетки?