Опис експериментальної установки та методика вимірювань

Схема експериментальної установки показана на рис.7.4.

Джерелом світла у даній роботі є Не-Nе лазер 1, що генерує приактично плоску монохроматичну хвилю у червоній ділянці спектра. Світлова хвиля направляється на розсувну щілину 2 перпендикулярно до її площини. Щілина має мікрогвинт, за допомогою якого можна встановлювати потрібну ширину. Дифракційна картина спостерігається на екрані 3. у площині екрана можна зміщувати фотоприймач 4 з малим вхідним віконцем. Сигнал із фотоприймача (за фотоприймач служить фотодіод), пропорційний середній інтенсивності світла, що пройшло крізь вхідне віконце, після підсилення вимірюється вольтметром 5.

Рис.7.4

Якщо підібрати ширину щілини 2 так, щоб ширина дифракційного максимуму була набагато більшою за діаметр вхідного віконця фотоприймача, то за допомогою такої експериментальної установки можна достатньо точно виміряти розподіл інтенсивності І пучка, що дифрагував і, відповідно, експериментально перевірити вираз (7.1).

Увага! Категарично забороняється спостерігати світловий пучок, направлений безпосередньо від лазера на око або після його відбивання дзеркальною поверхнею, тому що це є небезпечним для зору.

Лазерний пучок можна спостерігати лише розсіяним на не дзеркальних поверхнях (аркуш паперу тощо).

Порядок виконання роботи

1. Увімкнути установку, за інструкцією на робочому місці.

2. Встановити закриту щілину у центрі лазерного пучка. Повільно обертаючи мікрометричний гвинт, зафіксувати появу дифракційної картини (рожева смуга на екрані). Записати значення b_mіn. Продовжуючи збільшувати ширину щілини, спостерігати за звуженням дифракційної картини (дифракційних максимумів, наприклад). Визначити найбільшу ширину щілини b_max, при якій око ще розрізняє чіткі максимуми та мінімуми. Занести до таблиці 7.1 значення b_mіn і b_max.

Таблиця 7.1

Ширина щілини b = Відстань від щілини до екрану L = bmіn = bmax =
Хі, мм
Uі,под.
і, рад
І /I0 теор.

_і = Х_і/L (див.рис.7.4).

3. Згідно з інструкцією на робочому місці, зняти залежність показань U_і вольтметра у поділках шкали від координати Х_і фотоприймача. Результати вимірювань занести до табл. 7.1, куди також записати ширину щілини b і величину відстані L від щілини до екрана.