Контрольные вопросы

1. В чем сущность явления преломления света и какова причина этого явления?

2. В каких случаях свет на границе раздела двух прозрачных сред не преломляется?

3. Что называется коэффициентом преломления и в чем различие абсолютного и относительного коэффициентов преломления?

4. Докажите, что показатель преломления второй среды относительно первой , где n₁ и n2- соответственно абсолютные показатели первой и второй рассматриваемых сред.

5. Покажите на чертеже ход луча из стекла в воду. Что можно сказать о длине и частоте светового луча при переходе из воздуха в алмаз?

Лабораторная работа № 16

Тема: Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки.

Цель работы: Наблюдение интерференционной картины и определение при помощи нее длины световой волны

Оборудование:1.Прибор для определения длины световой волны

2.Подставка для прибора

3.Дифракционная решетка

4.Лампа с прямой нитью наката в патроне со шнуром и вилкой (общая для всех учащихся).

Элементы теории.

Параллельный пучок света, проходя через дифракционную решетку, вследствие дифракции за решеткой, распространяется по всевозможным направлениям и интерферирует. На экране, установленном на пути интерферирующего света, можно наблюдать интерференционную картину. Максимумы света наблюдаются в точках экрана, для которых выполняется условие:

Δ=nλ

где Δ - разность хода волн; λ - длина световой волны; n - номер максимума. Центральный максимум называют нулевым; для него Δ = 0. Слева и справа от него располагаются максимумы высших порядков.

Условие возникновения максимума можно записать иначе:

nλ = d sin

З десь d - период дифракционной решетки; φ - угол, под которым виден световой максимум (угол дифракции). Так как углы дифракции, как правило, малы, то для них можно принять sin φ = tg φ, a tg φ = . Поэтому

В данной работе формулу используют для вычисления световой волны.

Анализ формулы Δ=nλ показывает, что положение световых максимумов зависит от длины волны монохроматического света: чем больше длина волны, тем дальше максимум от нулевого.

Б елый свет по составу - сложный. Нулевой максимум для него - белая полоса, а максимумы высших порядков представляют собой набор семи цветных полос, совокупность которых называют спектром соответственно I; П.... порядка

Получить дифракционный спектр можно, используя прибор для определения длины световой волны. Прибор состоит из бруска со шкалой. Внизу бруска укреплен стержень. Его вставляют в отверстие подставки от подъемного столика. Брусок закрепляют под разными углами с помощью винта. Вдоль бруска в боковых пазах его может перемещаться ползунок с экраном. К концу бруска прикреплена рамка, в которую вставляют дифракционную решетку.

Порядок выполнения работы.

1. Собрать установку для определения длины световой волны.

1. Установить на демонстрационном столе лампу и включить ее.

2. Смотря через дифракционную решетку, направить прибор на лампу так, чтобы через окно экрана прибора была видна нить лампы.

4. Экран прибора установить на возможно большем расстоянии от дифракционной решетки и получить на нем четкое изображение спектров I и II порядков

4. И змерить по шкале бруска установки расстояние «b» от экрана прибора до дифракционной решетки.

4. Определить расстояние от нулевого деления (0) шкалы экрана до середины фиолетовой полосы как слева «а_л», так и справа «а_п» для спектров I порядка и вычислить среднее значение а_ср

5. Опыт повторить со спектром II порядка.

6. Такие же измерения выполнить и для красных полос дифракционного спектра.

7. Вычислить по формуле nλ = d sin длину волны фиолетового света для спектров I и II порядков, длину волны красного света I и II порядков.

8. Результаты измерений и вычислений записать в таблицу

Номер опыта	Период дифракционной решетки d, мм	Порядок спектра n	Расстояние от дифракционной решетки до экрана b, мм	Видимые границы спектра фиолетового света			Видимые границы спектра красного света			Длина световой волны
				Слева aл мм	Справа ап, мм	Среднее аср, мм	Слева ал мм	Справа ап, мм	Среднее аср, мм	Красного излучения λк, мм	Фиолетового излучения λф, мм

I I I

Контрольные вопросы.

1. Почему нулевой максимум дифракционного спектра белого света - белая полоса, а максимум высших порядков - набор цветных полос?

2. Почему максимумы располагаются как слева, так и справа от нулевого максимума?

3. В каких точках экрана получаются I, II, III максимумы?

4. Какой вид имеет интерференционная картина в случае монохроматического света?

5. В каких точках экрана получается световой минимум?

6. Чему равна разность хода светового излучения (λ = 0.49 мкм) дающего 2-й максимум в дифракционном спектре? Определите частоту этого излучения.