Изучение дифракции света от дифракционной решетки

Институт, группа        ИУИТ, УИС-111                   К работе допущен___________________

                                                                                                                                                                (Дата, подпись преподавателя)

Студент        Дмитриева Елена Владимировна       Работа выполнена___________________

                                    (ФИО студента)                                                                                                 (Дата, подпись преподавателя)

Преподаватель Пыканов Игорь Владимирович     Отчёт принят_______________________                                                                                                                                                                 (Дата, подпись преподавателя)

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №42

                      ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА ОТ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ.

1.  Цель работы:

              Изучение дифракционной картины от дифракционной решетки в проходящем свете;

     определение постоянной дифракционной решетки и длины волны монохроматического света.

2.  Принципиальная схема установки (или её главных узлов):

ИС – источник света;

СФ – светофильтр;

Д – диафрагма;

ДР – дифракционная решетка;

Э – экран;

Г – глаз;

– угол дифракции;

l– расстояние от диафрагмы до щели.

3. Основные теоретические положения к данной работе (основополагающие утверждения: формулы, схематические рисунки):

Встречая на своем пути препятствия, световые волны могут отклоняться от прямолинейного направления распространения в область геометрической тени. Любые отклонения при распространении волн от законов геометрической оптики называются дифракцией. К дифракции волн фактически относятся все эффекты, возникающие при взаимодействии волн с объектами любых размеров, даже малый по сравнению с длиной дифрагируюшей волны λ.

На рисунке  изображен ход параллельных лучей до и после дифракционной решетки. Световой пучок падает нормально к плоскости дифракционной решетки (ДР). В результате дифракции световые лучи отклоняются на некоторый угол  (угол дифракции). собираются линзой Л, а на экране Э, расположенном в фокальной плоскости линзы Л, образуется дифракционная картина, представляющая собой систему максимумов и минимумов света. При визуальном наблюдении роль линзы играет хрусталик глаза.

В случае нормального падения света на решетку с шириной прозрачный штрихов (щелей) а и шириной непрозрачных штрихов (непрозрачных промежутков между щелями) в положение главных

максимумов определяется из условия:

                                   

где  - угол дифракции, т.е. угол между нормалью к решетке и направлением отклонения лучей на решетке; λ - длина дифрагирующей волны; k. - порядок максимума (k = 0, 1, 2, 3 ...).

Условием минимума является:

                                                                      

Главный минимум:

Условие побочного минимума:

Величина {а+b)=d называется периодом или постоянной дифракционной решетки.

            В работе необходимо jпределить по шкале расстояние между нулевым максимумом и максимумами 1-го, 2-го и 3-го порядков (l_k). Измерить расстояние от плоскости дифракционной решетки до плоскости диафрагмы со щелью D. Рассчитать постоянную дифракционной решетки d по формуле:

 

            Рассчитать длину волны λз по формуле:

4. Таблицы и графики

Данные для определения постоянной дифракционной решетки.

D =170    мм

Λ =650    нм

1
k		lклев, мм	lкпр, мм	lср, мм	d, мм	Dcp, мм
1		10	11	10,5	1,05	1,05
2		20	22	21	1,05	-
3		30	33	31,5	1,05	-
4		40	44	42	1,05	-

Данные для определения длины волны:

   d =1,05 мм

2
Цвет:				Cиний
k		lзлев, мм	lзпр, мм	lср, мм	Λ, нм	Λ cp, нм
1		8	7	7,5	464	453
2		15	14	14,5	449	-
3		22	21	21,5	444	-
4		30	29	29,5	457	-

5. Расчёт погрешностей измерений

(указать метод расчёта погрешностей).

              Относительные погрешности измерений d и λпо следующим формулам:

6. Окончательные результаты:

 

                                                 ^(мм)

                              ^(нм)

 

               Подпись студента: