Цель работы: измерить длину световой волны с помощью прозрачной дифракционной решётки

Отчёт по лабораторной работе № 4

По дисциплине: Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Измерение длины световой волны с помощью прозрачной дифракционной решётки

Выполнил: студент гр. ВД-11 ______________ / Черепанов Г.С. /

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель: профессор ____________ /Пшелко Н.С./

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2013 год.

Цель работы: измерить длину световой волны с помощью прозрачной дифракционной решётки

Краткое теоретическое обоснование:

В основе лабораторной работы лежит физическое явление разложения световой волны по длинам волн дифракционной решеткой.

Основные понятия и определения:

Дифракционная решётка - это прозрачная пластина с нанесёнными на нее непрозрачными штрихами равной ширины. Свойство дифракционной решетки - давать максимумы для разных длин волн под разными углами j.

Постоянная дифракционной решетки(период) – величина, численно равная d= a+b,

где a – это ширина прозрачных щелей между непрозрачными штрихами, а b – ширина непрозрачных штрихов пластины.

Дифракция света - явление, наблюдаемое при распространении света в среде вблизи непрозрачных тел, сквозь малые отверстия и связанное с отклонениями от законов геометрической оптики. Отступление от прямолинейного распространения света, огибание волнами препятствий.

Интерференция – явление наложения когерентных волн, линейно поляризованных в одной плоскости, в результате которого происходит ослабление или усиление интенсивности света в зависимости от соотношения фаз складываемых световых волн.

Законы и соотношения, лежащие в основе работы:

Оптическая разность хода лучей:

Взаимное усиление волн будет происходить только под некоторыми углами j, подчиняющимися соотношению, называемому основное соотношение дифракционной решетки:

,

- расстояние между серединами соседних щелей (м)

l - длина волны (м)

k - порядок дифракции

Условия главных максимумов и минимумов дифракционной решётки:

Главных минимумов:

Главных максимумов:

Свойство дифракционной решетки - давать максимумы для разных длин волн под разными углами j - используется для измерения длин волн оптического излучения.

В результате лабораторной работы предполагается наблюдение разложения света ртутной лампы в спектр.

Описание установки:

1. Ртутная лампа.

2. Коллиматор.

3. Дифракционная решетка.

4. Гониометр.

5. Зрительная трубка.

6. Окуляр.

7. Лимб гониометра.

Основная расчётная формула:

,

- постоянная решётки

= м

λ – длина волны

k – порядок дифракции

φ – угол

Таблица для записи результатов измерений:

Оранжевая линия	Порядок спектра	Измерение	Отсчёт угла	2φ	Δ(2φ)	φ	sinφ	λ
φ-k	φk
k=1							0.030	6∙10-7
Среднее
k=2							0.062	6,2∙10-7
Среднее
k=3							0.087	5,8∙10-7
Среднее								6∙10-7

Расчет результатов эксперимента:

λ = 2∙φ_ср

=6∙10^{-7 м}

=6,2∙10^{-7 м}

=5,8∙10^{-7 м}

м

Расчет погрешности:

Δφ = φ_пр – φ_лев

Δλ = 25 Å

Окончательный результат:

λ₁ = 6000 Å

λ₂ = 6200 Å

λ₃ = 5800 Å

= 6000 Å

Вывод: В данной лабораторной работе была измерена длина световой волны при помощи прозрачной дифракционной решётки. Погрешность в опыте составляет 30 Å. Полученная погрешность имеет небольшое значение, что говорит об отсутствии грубых ошибок при измерении и вычислении значение. В окончательном результате: длинна световой волны равна 6000 Å (полученное значение совпадает со справочными данными: 5850-6200 Å).