Описание экспериментальной установки и метода измерений

Используемый в работе прибор состоит из линейки (1) с делениями, на одном конце которой закреплена дифракционная решетка (2), вдоль которой свободно может перемещаться экран со щелью и миллиметровой шкалой (3). (Рисунок 61.2).

Рисунок .2

Если на щель (4) направить пучок сета от источника, то посмотрев на нее через дифракционную решетку (2), по обе стороны от нее на шкале подвижного экрана (3) можно увидеть дифракционную картину - максимумы нескольких порядков, разделенные минимумами. Если свет белый, то максимумы будут представлять собой спектры белого света. Явление это объясняется следующим образом: на сетчатке глаза в фокальной плоскости хрусталика глаза собираются параллельные пучки лучей, отклоненные решеткой. Если угол отклонения ( ) удовлетворяет условию d sin , то в точке Ф (рисунок 61.1) получается изображение щели, соответствующее длине волны . Наблюдатель увидит это изображение на шкале на продолжении лучей, попавших в глаз.

Из формулы d sin m следует, что . (.2)

Рисунок 3

Для спектров малых порядков отклонения лучей угол мал, так как _{2 1} (рисунок 61.3), где

₁ - расстояние, отсчитанное по линейке (1) от дифракционной решетки до экрана со щелью;

₂ - расстояние от щели до выбранной линии спектра, отсчитанное по шкале подвижного экрана (3). (Рисунок 3).

Тогда sin tg = , откуда

или где .

N – число щелей на единицу длины для данной дифракционной решетки.

Порядок выполнения работы

1 Перед началом работы устанавливают осветитель и, глядя на щель через дифракционную решетку, измеряют расстояние от щели до красных спектров первого и второго порядков ( 1, 2), соответствующих самым длинным видимым красным лучам. Отсчет необходим для правого и левого спектров, то есть по обе стороны от центрального максимума, для которого m=0 (белый свет). Из полученных данных определить среднее значение

(3)

2 Измерить расстояние l₁ от щели до дифракционной решетки.

3 Для еще двух значений l₁ измерить соответствующее значение l₂ для тех же красных лучей, то есть для m= 1; и m= 2.

4 Найти значение соответствующее различным значениям l₁ и m по формуле

(4)

где - постоянная дифракционной решетки, причем N – число штрихов на единицу длины N=10⁵м^-1.

5 Вычислить абсолютную и относительную погрешности по формулам

, (5)

где t(n) – коэффициент Стьюдента для n, n – число измерений.

6 Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.

Таблица измерений и вычислений

№
	м		м	м	м	м	м	м2	м	%
1		1 2
2		1 2
3		1 2
ср.

Записать результат измерений в виде доверительного интервала

(6)