Измерение длины световой волны с помощью прозрачной дифракционной решётки. Вариант № 1

Министерство общего  образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Лабораторная работа №62

 ^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема:   Измерение длины световой волны с помощью прозрачной дифракционной решетки.

 

Автор: студент гр.   ТПП-02-1                  _____________             /Перченко А.С./

                                                                            ^{(подпись)                              (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА:     _____________

ДАТА: _______________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель проекта:    ассистент                  ______________               /Егоров С.В./

                                              ^{(должность)                                     (подпись)                                               (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2003 год

Цель работы: измерить длину световой волны с помощью прозрачной дифракционной решетки.

Общие теоретические сведения:

Длина волны определяется с помощью дифракционной решетки и гониометра. Источником тока служит ртутная лампа, которая излучает ряд спектральных линий, характерных для ртути. Свет от разрядной трубки, проходя через вертикальную щель, которая регулируется винтом, попадает на коллиматорную линзу. Расстояние от щели до коллиматорной линзы равно фокусному, поэтому лучи выходят параллельно и попадают на дифракционную решетку, плоскость которой перпендикулярна оси коллиматора, штрихи расположены вертикально. Дифрагированные лучи попадают в зрительную трубу, объектив  которой собирает в своей фокальной плоскости. В этой же плоскости расположено перекрестие тонких лучей. В окуляр  наблюдают изображение входной щели и перекрестие, находящиеся в одной плоскости. Зрительная труба может вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через центр гониометра. Угол поворота отсчитывается по круговой шкале  с верньером.

Дифракционная решётка – это прозрачная пластина с нанесёнными параллельными непрозрачными штрихами равной ширины b (см. схему). Между штрихами

возникают одинаковые прозрачные промежутки – прямоугольные  щели шириной a. Величина d = a + b называется постоянной (периодом) решётки.

Схема хода лучей

Разность фаз связана с оптической разностью хода: δ = 2π Δ/λ. Разность хода для двух волн, идущих от двух соседних щелей под некоторым углом φ, можно выразить:

Оптическая разность хода:

Δ = dsinφ

Условие максимума интерференции: Δ = ± kλ₀  (k =0, 1, 2, … - порядок интерференции)

Для дифракционной решётки уравнение, соответствующее главному максимуму:

d sin φ = ± kλ₀ (k =0, 1, 2, …)                

Схема установки:

 

гш

1-разрядная трубка

2-щель коллиматора