Теоретичні відомості

Дифракційної решітки».

Мета роботи:Засвоїтиекспериментальний метод визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки, ознайомитись на дослідах з явищами дифракції та інтерференції світла.

Обладнання:Прилад для визначення довжини світлової хвилі, дифракційна решітка, джерело світла (лампа розжарювання або лампа денного світла), світлофільтри, фізичні таблиці.

Теоретичні відомості

Паралельний пучок світла, що пройшов крізь дифракційну решітку, за решіткою внаслідок дифракції поширюється в різноманітних напрямках і потім інтерферує. Інтерференцієюзветься явище підсилення або послаблення світла при накладанні світлових хвиль від двох когерентних джерел світла. Когерентними джерелами світла звуться джерела, що випромінюють світло однакової частоти (або довжини хвилі λ) та мають постійну в часі різницю фаз коливань (або різницю оптичного ходу Δ). Дифракція світла – це явище огинання світловими хвилями перетину (або отвору) , що зустрічається на шляху хвиль. Спостерігається таке явище за умови сорозмірності геометричного розміру перетину і довжини світлової хвилі, а пояснюється за допомогою принципу Гюйгенса. На екрані, що знаходиться на шляху дифрагуючого світла, можна спостерігати інтерференційну картину (рис.1).

Рис.1

При цьому максимуми інтенсивності світла спостерігаються в точках екрану,

для яких виконується умова інтерференційного максимуму:

Δ = kλ,

де - різниця оптичного ходу хвиль, λ- довжина світлової хвилі,

k- номер (порядок) максимуму.

Центральний максимум називають нульовим (Δ=0, k =0). Вище і нижче від нього розташовуються максимуми вищих порядків (k=1, 2, 3,…) .( рис.1).Умову виник-нення інтерференційного максимуму можна записати інакше:

kλ=dsinφ, (1)

де d - період дифракційної решітки,

φ - кут, під яким видно світловий максимум (кут дифракції).

Ця формула (1) зветься формулою дифракційної решітки. Оскільки кути дифракції, як правило, малі, то для них можна прийняти:

sinφ ≈ tg φ.(2)

Як видно з рис.1, tg φ=h/L, тому kλ=dh/L, звідки

λ = dh / (kL). (3)

Останню формулу (3) в даній лабораторній роботі використовують для обчислен-ня довжини світлової хвилі. Її можна називати «робочою формулою».

Одержати дифракційний спектр можна, використовуючи прилад для визначення довжини світлової хвилі (рис. 3). Прилад складається з бруска 1 із шкалою, стрижня 2, закріпленого в штативі 3, та повзунка 4 з екраном 5 і рамки 6 з дифрак-ційною решіткою. Якщо використовується біле світло, яке за своїм вмістом – складне, то нульовий інтерференційний максимум (k =0)– це біла сму-га, а максимуми вищих порядків являють собою набір сімох кольорових смуг, сукупність яких називають спектром k- го порядку (k=1, 2, 3,..., як праворуч і так ліворуч від центрального максимуму) (рис.2).

Рис.2

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
	\|	Порядок виконання роботи.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.