Измерение длины волны красного и фиолетового участков спектра белого света с помощью дифракционной решетки

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РЫБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВИАЦИОННАЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. П.А. СОЛОВЬЕВА

КАФЕДРА ФИЗИКИ

УТВЕРЖДЕНО

на заседании методического

семинара кафедры физики

«___»____________2003 г.

зав. каф. ___________ Пиралишвили Ш.А.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №37

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦ СПЕКТРА БЕЛОГО СВЕТА

С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ

Рыбинск, 2003

ТРЕБОВАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Лабораторная установка имеет подключение к электрической сети напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Требуется соблюдать нормы электробезопасности согласно инструкции №4.

Специальные указания: гониометр Г-5 (прибор для измерения углов) выверен, требует аккуратного обращения.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: провести измерения длины волны красного и фиолето­вого участков спектра белого света, оценить погрешность проведенных измерений.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИПРИБОРОВ И ОБОРУДОВАНИЯ: дифракционная решетка с периодом  мм, гониометр Г-5, осветитель, понижающий трансформатор.

1. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1.  Свет как электромагнитная волна

Радиоволны, свет, инфракрасное, ультрафиолетовое, рентгеновс­кое, гамма - излучения – все эти явления, такие разные по своим внешним свойствам, имеют единую электромагнитную природу.

Условно границы длин волн видимого излучения определяются диапазоном 0,40 – 0,78 мкм. Современная оптика содержание термина «свет» трактует более широко, включая в это понятие и те области излуче­нии, которые непосредственно примыкают к видимому диапазону элек­тромагнитных волн. Отчасти этот факт связан с успехами прикладной оптики в сфере преобразования информации, получаемой с помощью инфракрасных и ультрафиолетовых излучений. Здесь имеется в виду, в частности, метод визуализации объектов, регистрируемых в этих диапазонах волн.

1.2.  Дифракция световых волн

Дифракция – явление, характерное для всех волновых процессов и поэтому наблюдение дифракции световых лучей послужило наглядным основанием для утверждения волновой теории света. Заключается ди­фракция в отклонении пучков волн от прямолинейного распростране­ния, а наблюдается практически при прохождении волн через отверс­тия в экранах или в пространстве экранирующих объектов, когда их размеры сравнимы с длиной волны. Однако, нельзя сказать, что ди­фракция не будет наблюдаться на объектах, значительно превышающих по своим размерам длину световой волны. В этом случае дифракцион­ная картина будет локализоваться очень далеко и может оказаться недоступной для наблюдения. Поясним сказанное. Вели размеры экра­нирующего свет объекта составляют сотые доли миллиметра, то дифракционная картина может быть локализована в пределах небольшого лабораторного пространства, если же в качестве экранирующего объ­екта взять диск диаметром 10 см, то дифракционная картина локали­зуется на расстоянии порядка 1 км.

На возможность геометрической интерпретации дифракции указывает принцип Гюйгенса.