Визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки

Мета роботи: Навчитися вимірювати довжину світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки.

 

Обладнання: електрична лампа; прилад для визначення довжини світлової хвилі; дифракційна решітка.

 

Теоретичні відомості: У роботі для визначення довжини світлової хвилі використовується дифракційна решітка 1 з відомим періодом d. Вона установлюється в тримачі 2, прикріпленому до кінця лінійки 3. На лінійці розташовується чорний екран 4 з вузькою вертикальною щілиною 5 посередині. На екрані і лінійці є міліметрові шкали. Вся установка закріплена на штативі 6 (мал.1). Якщо дивитись крізь решітку і проріз 5 на джерело світла (лампочку розжарювання),то на чорному фоні екрана можна спостерігати по обидва боки від щілини дифракційні спектри 1-го,2-го і більш високих порядків.

 

мал.1. мал.2.

 

Довжина хвилі визначається за формулою:

де d – період решітки; k – порядок спектра; φ – кут, під яким спостерігається максимум світла відповідно кольору.

Оскільки кут φ малий, то

З мал.2 видно, що

Відстань від решітки до екрана визначають за допомогою лінійки, а відстань b від щілини до вибраної лінії спектра – за шкалою екрана. Довжина хвилі

 

 

Студенти, дотримуйтесь правил техніки безпеки при виконанні лабораторної роботи.

 

 

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 відкорегуйте розміщення решітки у тримачі.

2.Проведіть необхідні дослідження розміщення на екрані світла кожного кольору. Обчислення довжини хвилі виконайте для спектра 1–го порядку, тоді k = 1.

3.Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці:

 

Назва кольору	Відстань від щілини до лінії спектра	відстань від екрана до решітки a,м	Довжина хвилі λ,м
b 1,зліва, м	b 2, справа,м	b,середнє,м
фіолетовий
синій
голубий
зелений
жовтий
оранжевий
червоний

 

 

4.Порівняйте добуті результати вимірювань з довжинами хвиль відповідних кольорів, взятих з довідника.

____________________

 

Контрольні питання:

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

____________________

 

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

____________________

 

3.Які промені дифракційного спектра відхиляються від початкового напряму на більший кут? Чому?

____________________

 

4.Як впливає зміна періоду дифракційної решітки на кут відхилення променів?

____________________

 

Висновок:

____________________

Дата “___”__________200__року

Лабораторна робота 16