С использованием дифракционной решетки

Белый свет, прошедший через дифракционную решетку, образует на экране систему максимумов. Причем в образовании максимума нулевого порядка (m = 0) участвуют все длины волн, идущие от источника, поэтому данный максимум является белым пятном. Остальные максимумы оказываются растянутыми так, что внутренний их край (ближний к середине экрана) окрашен в коротковолновый фиолетовый цвет, а наружный ¾ в длинноволновый красный (см. рисунок).

Порядок выполнения работы

1. Включить осветитель и установить дифракционную решетку на расстоянии L от экрана (расстояние L задается преподавателем).

2. Измерить на экране расстояния l ₁ и l ₂ от центра максимума нулевого порядка до максимумов 1-го и 2-го порядков красного, зеленого и фиолетового цветов. При этом удобно измерять расстояния между двумя максимумами 1-го и 2-го порядков 2 l ₁ и 2 l ₂ и делить их на 2. Результаты занести в таблицу.

3. Вычислить длины волн красного, зеленого и фиолетового цветов для каждого порядка максимума.

Красный:

Зеленый:

Фиолетовый:

где d = 10^-5 м ¾ постоянная решетки.

4. Рассчитать относительные погрешности определения длин волн.

Красный:

dl = D l / l ₁ + D L / L =

Зеленый:

dl = D l / l ₁ + D L / L =

Фиолетовый:

dl = D l / l ₁ + D L / L =

где D l — половина ширины максимума первого порядка; D L — половина наименьшего деления линейки, с помощью которой измеряют расстояние L.

5. Рассчитать абсолютную погрешность длины волны.

Красный:

Dl = l_ср dl =

Зеленый:

Dl = l_ср dl =

Фиолетовый:

Dl = l_ср dl =

6. Результат определения длин волн каждого из цветов представить в виде:

l = l_ср ± Dl.

Красный: l = (±) нм.

Зеленый: l = (±) нм.

Фиолетовый: l = (±) нм.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте принципы Гюйгенса и Френеля.

2. В чем заключается явление дифракции?

3. Сформулируйте условия максимума и минимума для дифракционной решетки.

4. Объясните наблюдаемый в эксперименте порядок расположения цветов в максимумах.

5. Почему максимум нулевого порядка имеет белый цвет?