Определение ширины щели и экрана

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы: изучить явление дифракции света на щели и на узком экране (проводе), определить ширину щели и диаметр провода.

Оборудование: лазер, щель, тонкий провод, экран со шкалой и лупой.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Дифракция света – это явление ……

Приближенное решение задач дифракции осуществляется методом зон Френеля. Поверхность фронта волны делят на отдельные зоны так, чтобы оптическая разность хода волн от соседних зон до точки наблюдения была равна ……….

Если число зон, видимых из точки наблюдения, оказывается четным, то в точке наблюдения будет ……….освещенности, если нечетным, то……..

Пусть параллельный пучок света падает нормально на поверхность щели. Каждая точка поверхности щели становится источником вторичных волн, распространяющихся в пределах от –90^о до + 90^о. Разделим поверхность щели на зоны Френеля в виде узких полосок. Число зон Френеля, укладывающихся на ширине щели, оказывается равно числу полуволн в оптической разности хода между лучами, идущими от краев щели, то есть Δ L= ……………... Из треугольника (рис.) разность хода крайних лучей равна

D L = ………… Тогда условие минимума примет вид:

В центре дифракционной картины расположен центральный максимум. Для него щель является одной зоной Френеля. Он является изображением щели. Его ширина равна расстоянию между первыми минимумами:

Рассмотрим дифракцию света наузком экране. Поместим в пучок параллельного света преграду в виде узкого экрана шириной d, например тонкую проволочку. Вследствие дифракции света на экране возникнет дифракционная картина. Расстояние между соседними максимумами на экране наблюдения, отстоящего на фокусном расстоянии линзы F, будет равно:

По этой формуле можно определить диаметр проволочки.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Щель

Расчет среднего значения ширины щели:

= ……

Оценка систематической погрешность измерения ширины щели: = ……………………..

Результат измерения ширины щели b=…………±…… мм Р=

Экран

Расчет среднего значения диаметра проволочки

=

Оценка систематической погрешности измерения диаметра проволочки:

= ….

Результат измерения диаметра проволочки d= …………±……….. мм Р=

Выводы.

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

ЧИПС, филиал УрГУПС

Кафедра ЕНД

Работа 34