Лабораторна робота №9: “Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки”

Мета роботи: Визначити довжину світлової хвилі по положенню головних максимумів в дифракційному спектрі першого порядку.

Прилади і матеріали: електрична лампа з прямою ниткою розжарення; вимірювальна установка з лінійкою 1мм/под. та екраном з поділками; дифракційна решітка (1/100).

Небезпечні фактори:

1. Пошкодження цілісності шкіри шматочком скла.

2. Пошкодження цілісності шкіри гострими предметами (з дерева та металу).

Застереження:

• Скло має властивості крихкості, легко ламається й тріскає при ударах й різких змінах температур.

• Недостатня фіксація складових приладу сприяє тілесним пошкодженням.

З правилами техніки безпеки ознайомлений (-а) ____________________

^{(підпис студента)}

Хід роботи:

1. Розгляньте дифракційну решітку і визначте іі період d за формулою

, де N = 100.

2. Помістіть дифракційну решітку у рамку 1 приладу і закріпіть його в підставці 5 підіймального столика 4, рис.

3. Дивлячись крізь дифракційну решітку, спрямуйте прилад на джерело світла так, щоб його було видно через вузьку прицільну щілину щитка 3. При цьому по обидва боки екрану на лінійці видно дифракційні спект­ри кількох порядків. У випадку похилого положення спектрів поверніть решітку на певний кут до усунення перекосу.

4. За шкалою визначіть положення середин кольорових смуг l у спектрах першого порядку, рис.1. Вимірювання l проведіть для смуг відповідного кольору ліворуч і праворуч та знайдіть середні значення відстаней. Результати запишіть в таблицю 1.

5. Визначіть за допомогою лінійки 2 відстань від дифракційної решітки до шкали рухомого екрана L.

Таблиця 1

Номер досліду

Період дифракційної решітки d, м

Порядок спектра, n

Відстань від дифракційної решітки до екрану L, м

Видимі границі спектра зелених променів

Видимі границі спектра червоних променів

Довжина світлової хвилі

Зліва lл, м

Справа lп, м

Середня lср, м

Зліва lл, м

Справа lп, м

Середня lср, м

Зелені промені λз, нм

Червоні промені λч, нм

6. Довжину світлової хвилі можна знайти з рівняння

.

Так як порядок дифракційного спектру k = 1, то , і розрахункова формула матиме вигляд

.

7. Розрахуйте довжини хвиль для червоного і зеленого кольорів і запишіть їх в таблицю 1.

8. Повторіть вимірювання для другого дифракційного порядку. Порівняйте отримані результати.

9. Направте на дифракційну решітку промінь монохроматичного світла від лазерної указки. Отримайте дифракційну картину. Запишіть чим відрізняється ця картина від попередньої. Зробіть аналогічні попереднім завданням вимірювання і знайдіть довжину хвилі лазерного випромінювання.

10. Зробіть висновок.