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 |
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.
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!