Короткі теоретичні відомості

У роботі на визначення довжини світлової хвилі використовують дифракційну решітку періодом 1/100 або 1/50 (періоди вказано на решітці). Решітка - це основна частина вимірювальної установки зображеної на мал..1. Решітка і встановлена в тримачі 2, та прикріплений до кінця лінійки 3. На лінійці розміщується чорний екран 4 з вузькою вертикальною щілиною 5 посередині. Екран можна переміщувати вздовж лінійки, щоб змінювати його відстань до дифракційної решітки. На екрані і лінійці є пікали з міліметровими поділками. Вся установка закріплена на штативі 6.

Якщо дивитися крізь решітку і щілину на джерело світла (лампочку розжарювання чи свічку), то на чорному фоні екрана можна спостерігати по обидва боки від щілини дифракційні спектри 1-го, 2-го і т.д. порядків.

Довжина хвилі визначається за формулою:

де d- період решітки, k - порядок спектра, φ - кут, під яким спостерігається максимум світла відповідного кольору

Оскільки кути, під якими спостерігаються максимум 1-го і 2-го порядків, не перевищують 5°, то замість синусів кутів можна брата їхні тангенси. З малюнка 2

Відстань a від решітки до екрана визначають за допомогою лінійки, а відстань b від щілини до вибраної лінії спектра - за шкалою екрана. Отже, довжина хвилі становитиме:

Примітка. Якщо кути, під якими спостерігаються спектра більші 5°, тоді

,

і довжина хвилі буде визначатися за формулою:

У цій роботі похибку визначення довжини хвилі не оцінюють, оскільки немає повної чіткості у виборі середини частини спектра даного кольору.

Хід роботи

1. Складіть вимірювальну установку, встановивши екран на відстані 50 см від решітки. Добийтеся, дивлячись через дифракційну решітку і щілину в екрані на джерело світла, щоб дифракційні спектри розмістилися паралельно шкалі екрана. Для цього відкоригуйте розміщення решітки у тримачі.

2. Проведіть необхідні дослідження розміщення на екрані червоного світла в дифракційному спектрі 1-го порядку. Результати вимірювань та. обчислень внесіть до таблиці:

№ досліду	Назва кольору світла	Стала решітки d, м	Порядок спектра k	Відстань від екрана до решітки а, м	Відстань від щілини до лінії спектра			Довжина хвилі λ, м
					зліва b1, м	справа b2, м	середнє значення ,м

3. Зробіть те саме для решти кольорів світла дифракційного спектра 1-го порядку.

4. Порівняйте одержані результати з поданими в довіднику чи підручнику довжинами хвиль відповідних кольорів.

5. За результатами досліджень зробіть висновок.

Контрольні запитання

1. Яка будова дифракційної решітки? Що називається її періодом?

2. Як утворюється дифракційний спектр? * Чим він відрізняється від дисперсійного?

Практичне заняття№23

Питання по підготовці до виконання лабораторної роботи :

"Вивчення треків заряджених частинок за готовими фотографіями"

1. Чому радіоактивні препарати зберігають в товстостінних свинцевих контейнерах?

2. Які з частинок ( нейрони, протони α-частинки ), що мають однакові енергії, найбільш раціонально використовувати для розрушення ядр ?

3. Чому для реєстрації α-частинок не непридатний лічильник з товстими стінками?

4. Чому для дослідження процесів, викликаних частинками з великими енергіями, зручніше застосувати рідинні бульбашкові камери або фотоемульсії, ніж камеру Вільсона, наповнену газом ?

5. Написати реакцію перетворення нейрона в протон.

Повторити:

С.У. Гончаренко «Фізика - 11» ст.. 268-277

А.Ф. Шевченко «Основи медичної і біологічної фізики» ст.. 636 - 641