Задание 1. Получение дифракционной картины от одной щели и расчет
ширины раскрытия этой щели.
1. Включить питание лазера (выполняет преподаватель или инженер).
2. На пути лазерного излучения поместить объект исследования (щель) и юстируя её положение относительно луча лазера, получить на экране, расположенном на расстоянии l от щели, отчетливую и устойчивую дифракционную картину.
3. Установить окно фотоприемника на центральный максимум, а затем сдвинуть его на три - четыре порядка вдоль дифракционных максимумов. Затем, перемещая фотоприемник в обратном направлении вдоль дифракционных максимумов шагом в 1 мм, считывать показания цифрового вольтметра, пропорциональные интенсивности излучения. Результаты измерений свести в таблицу для дальнейшей компьютерной обработки.
Таблица 1.
| λ (нм) | l |
m 
| aпр | алев | 
| 
| _ b |
| 632,8 | |||||||
Задание 2. Получение дифракционной картины от препарата
ликоподия и расчет размеров частиц спор плауна.
1. Убрать щель и на её место поместить препарат ликоподия (споры растения плауна). Получить на экране отчетливую дифракционную картину в виде одной или двух концентрических размытых окружностей.
2. Установить окно фотоприемника в центр дифракционной картины. Сместить при помощи микрометрических винтов окно в крайне положение относительно центра картины и сдвигая окно фотоприемника в обратном направлении шагом 1мм, считать показания цифрового вольтметра, пропорциональные интенсивности дифракционного рассеяния. Результаты измерений записать в таблицу. Произвести, необходимое при расчетах, измерение расстояния от объекта до экрана и записать эту величину в таблицы 1 и 2.
Таблица 2.
| λ (нм) | l |
m
| aпр | алев |
| r | _ r |
| 632,8 | 
| ||||||
|
3. Используя программу "Advanced Grapher", построить графики зависимости относительной интенсивности от угла рассеяния. Используя положение минимумов дифракции и длину волны излучения лазера, рассчитать ширину щели и размер спор плауна. Результаты свести в соответствующие таблицы 1 и 2.
Задание 3. О пределение постоянной дифракционной решетки.
Для определения постоянной решетки применяем излучение наиболее ярких линий спектра ртути.
Включите ртутную лампу и, передвигая зрительную трубу гониометра, добейтесь яркого изображения щели. Поворачивая зрительную трубу до совмещения креста нитей с первым левым фиолетовым изображением щели (максимум первого порядка), снимите отсчет угла φлев. Поверните зрительную трубу до совмещения креста нитей с первым правым фиолетовым изображением щели и снимите отсчет угла φпр. Такие же измерения проделайте для желтой и зеленой линий спектра, как первого так и второго порядков. Пользуясь формулой дифракционной решетки и значениями длин волн желтой и фиолетовой линий спектра определите постоянную решетки d. Результаты измерений, расчетов и постоянные величины сведите в таблицу 3.
Таблица 3
| λ (нм) | m | φпр | φлев | 
| 
| _ d |
Задание 4. Определение длины волны зеленой линии спектра ртути.
Пользуясь формулой дифракционной решетки и вычисленным в третьем задании значением постоянной решетки, рассчитайте длину волны зеленой линии спектра ртути. Результаты измерений удобно свести в таблицу 4.
Таблица 4.
| d | m | φпр | φлев |
| 
| _ λ | 
|
Задание 5. Определение дисперсии решетки.
Определите разность углов отклонения для желтой и зеленой линий в спектрах первого и второго порядка. Используя эту разность и разность угловых положений соответствующих линий, вычислите угловую дисперсию решетки для первого и второго порядков. Результаты запишите в таблицу 4.
Список рекомендуемой литературы:
1. Ландсберг Г.С. Оптика. М.: Наука. 1976.
2. Бутиков Е.И. Оптика. М.: Высшая школа. 1986.
3. Сивухин Д.В. Курс общей физики. Оптика. М. 1986г.
4. Савельев И. В. Курс общей физики. Т 2, 3 изд, испр. М.: Наука. 1982г.
5. Гершензон Е.М., Малова Н.Н. Лабораторный практикум по общей физике. М.: Просвещение, 1985.
Приложение