ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ

Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювання

У роботі на визначення довжини світлової хвилі використовують дифракційну решітку з періодом 1/100 мм або 1/50 мм (період вказано на решітці). Решітка — це основна частина вимірювальної установки, показаної на малюнку 194. Решітка l встановлена в тримачі 2, що прикріплений до кінця лінійки 3. На лінійці розміщується чорний екран 4 з вузькою вертикальною щілиною 5 посередині. Екран можна переміщувати вздовж лінійки, щоб змінювати його відстань до дифракційної решітки. На екрані і лінійці шкали з міліметровими поділками. Вся установка закріплена на штативі 6.

Якщо дивитися через решітку i щілину на джерело світла (лампочку розжарювання чи свічку), то на чорному фоні екрана , можна спостерігати по обидва боки від щілини дифракційні спектри 1-го, 2-го і т. д. порядків.

Довжина хвилі визначається за формулою

де d — період решітки, k — порядок спектра, — кут, під яким спостерігається максимум світла відповідного кольору.

Оскільки кути, під якими спостерігаються максимуми 1-го І 2-го порядків, не перевищують 5°, то замість синусів кутів можна брати їх тангенси. З малюнка 195 видно, що

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

У цій роботі похибку визначення довжини хвилі не оцінюють, бо немає повної чіткості у виборі середини частини спектра даного кольору.

Підготовка до проведення роботи

1. Підготувати бланк звіту з таблицею для записування результатів вимірювань і обчислень.

2. Скласти вимірювальну установку, встановити екран на відстані 50 см від решітки.

3. Дивитися через дифракційну решітку і щілину в екрані на джерело світла і переміщувати при цьому решітку в тримачі так, щоб дифракційні спектри розмістилися паралельно шкалі екрана.

Постановка експерименту, обробка результатів вимірювань

1. Обчислити довжину хвилі червоного світла в спектрі 1-го порядку справа і зліва від щілини в екрані; знайти середнє значення результатів вимірювання.

2. Зробити те саме для фіолетового світла.

3. Порівняти добуті результати з довжинами хвиль червоного і фіолетового кольорів на кольоровій вклейці V, l.

Контрольне запитання

Чим відрізняється дифракційний спектр від дисперсійного?

СПОСТЕРЕЖЕННЯ ІНТЕРФЕРЕНЦІЇ І ДИФРАКЦІЇ СВІТЛА

Обладнання: пластинки скляні — 2 шт., шматки капронові або батистові, засвічена фотоплівка з прорізом, зробленим лезом бритви, лампочка з прямою ниткою розжарення (одна на весь клас).