Определение границ 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.

Заведующий кафедрой физики

Пиралишвили Ш.А.

Лаборатория

«Колебания и волны»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

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 ПРИБОРОВ 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. Если 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.