Лабораторная установка состоит из гелий-неонового лазера, закрепленного на вертикальной стойке, его блока питания и экрана с закрепленным на нем координатным устройством. Дифракционную решетку следует получить у лаборанта и поместить на горизонтальную площадку под лазером.
Включите блок питания лазера. Расположите дифракционную решетку так, чтобы цепочка интерференционных максимумов была параллельна линейке координатного устройства. Самый яркий максимум – нулевого порядка. От него справа и слева симметрично располагаются, убывая по интенсивности, максимумы первого, второго и т.д. порядков.
Координаты максимумов определяются с помощью координатного устройства. Риска подвижной части этого устройства подводится под центр светового пятна, а его координата считывается с помощью двух шкал: длинной основной шкалы (она закреплена неподвижно) и короткой шкалы, закрепленной на подвижной части. Короткая шкала называется нониусом, в честь Нониуса, предложившего данный способ повышения точности отсчетов. Целое число миллиметров отсчитывается по основной шкале с помощью левой риски малой шкалы. Число дробных долей миллиметра отсчитывается на малой шкале, и соответствует той ее риске, которая лучше всего совпадает с каким-нибудь миллиметровым штрихом основной шкалы. Цена деления нониусной шкалы в данном случае равна 0.1 мм.
Произведите отсчеты координат максимумов порядка k = 0, 1, 2, 3 с точностью до 0.1 мм. Результаты занесите в таблицу:
| Порядок максимума, k | Отсчет по коорд. устройству, мм | Координата xk мм | l, нм | Dl | (Dl)2 | ||
| k = 0 k = 1 k = 2 k = 3 | l0 = l1 = l2 = l3 = | x0 = 0 x1 = l1 – l0 = x2 = l2 – l0 = x3 = l3 – l0 = | 
| ||||
| å |  
| ||||||
В качестве рабочей формулы возьмите алгебраическое следствие уравнения (1) – его решение относительно неизвестной – длины волны:
; k = 1, 2, 3. (2)
Значение постоянной решетки d Вам сообщит лаборант. Расстояние Н от решетки до экрана (точнее – от решетки до рабочей поверхности координатного устройства) указано на экране.
Значения длины волны λ, подсчитанные по (2) для различных k и xk, запишите в столбец 4, предварительно переведя из миллиметров в нанометры (1 м = 103 мм = 109 нм). Рекомендуемая точность при вычислениях длины волны – четыре значащих цифры.
Рассматривая данные столбца 4 как выборку объемом n = 3, определите средневыборочное значение 
и найдите границы доверительного интервала для истинного значения длины волны лазера. Для этого предварительно заполните столбцы 5 и 6 таблицы.
Дисперсия выборки: 
Среднеквадратичное отклонение: 
= 
Ширина доверительного интервала: 
где ta,n – коэффициент Стьюдента, значение которого для уровня значимости α = 0,05 при выборке объемом n = 3: t = 4,3.
Запишите доверительный интервал для длины волны в виде
λ = ± dλ (нм)
Вычислите следующие характеристики кванта излучения:
а) энергия кванта: 
б) частота излучения: 
в) масса кванта: 
В этих формулах h = 6,62×10-34 Дж×с – постоянная Планка; с = 3×108 м/с – скорость света в вакууме. При этих вычислениях l должна иметь размеренность основной единицы длины – метра.
Контрольные вопросы.
1. Свойства лазерного излучения.
2. Принцип работы гелий-неонового лазера.
3. Применение лазеров в медицине.
4. Дифракция света на дифракционной решетке.
5. Инверсная заселенность энергетических уровней.
6. Назначение системы зеркал в лазере.
7. Возникновение и развитие фотонных лавин в лазере.