ИСИ СФУ, ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА , ИССЛЕДОВАНИЕ ЯВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИИ СВЕТА

Цель работы: ознакомление с дифракционными картинами различных типов; определение ширины прямоугольной щели при изучении явления дифракции в монохроматическом свете; определение длин волн красного и фиолетового света.

Приборы и принадлежности: дифракционная решетка, экран со щелью, линейка с делениями, осветитель, штатив; установка РМС 3.

ЗАДАНИЕ 1. Определение длин волн красного и фиолетового света.

 

Описание лабораторной установки

 

Экспериментальная установка состоит из штатива, на котором закреплена горизонтально расположенная линейка с делениями, дифракционная решетка, экран со щелью (для получения узкого пучка света) и осветитель. Используемая в работе дифракционная решетка имеет на 1 мм 100 штрихов, т.е. период решетки d=0,01 мм. Луч света, проходя через узкую щель, а затем дифракционную решетку, попадает на хрусталик глаза, который играет роль двояковыпуклой линзы. В дальнейшем распространении изображение спектров и шкалы с делениями на экране со щелью доходит до сетчатки глаза. Таким образом мы видим изображение спектров на шкале.

Из условия максимума m-го порядка для дифракционной решетки выражается длина волны:

где d – период дифракционной решетки, sin φ – синус угла, при котором наблюдается данная линия в спектре, m – порядок спектра, в котором наблюдается линия.

Углы φ_m , под которыми наблюдаются линии в спектрах, являются малыми, поэтому sin φ_m ≈ tg φ_m . Используя это условие, получим:

.                                                    (2.6)

Формула (2.6) является рабочей для определения длины волны наблюдаемой линии в спектре m-го порядка.

Контрольные вопросы

 

1. Какие волны называются когерентными?
2. В чем заключаются явления интерференции и дифракции света?
3. Что называют волновым фронтом, волновой поверхностью?
4. В чем заключается метод зон Френеля?
5. Сформулируйте принцип Гюйгенса – Френеля.
6. Нарисуйте и объясните дифракционные картины, получаемые от одной щели и от дифракционной решетки при освещении их монохроматическим и белым светом.
7. Объясните возникновение главного максимума, главного минимума и дополнительного минимума при дифракции на решетке. Записать их формулы.
8. Как изменится вид дифракционной картины от решетки, если источник света заменить монохроматическим?
9. Расскажите о применении дифракции в науке и технике.