Задание 2. Измерение длины волны лазерного излучения.




Эксперимент

1. Для объекта 27, используя то же оборудование, при максимальном (допускаемом установкой) значении измерьте ширину интерференционной полосы. Для этого разность координат минимумов, разнесенных на несколько полос в пределах центрального дифракционного максимума, разделите на число полос. На рис.4.5 показано


 
 
эффектов (знак «~» читать – «порядка», т. е. отличие между правой и левой частью выражения не более, чем в 10 раз). Смысл его в том, что любое пространственное ограничение волны вызывает ее расхождение в соответствии с (6.1). Если вместо экрана Э1 с отверстием в пучок излучения вносится препятствие размером , то расходящийся дифракционный пучок наблюдается на фоне незакрытого «прямого пучка». Длина дифракции Вследствие дифракционной расходимости размер освещенной области на экране Э2 будет превышать начальные размеры пучка . Дополнительное дифракционное уширение . (6.2) Если , размер пятна практически равен , а распределение интенсивности определяется законами геометрической оптики. Расстояние , на котором дифракционное уширение становится сравнимым с начальным размером пучка, называют длиной дифракции. Из условия находим: . (6.3) Если выполняется записанное в различных формах условие , , , (6.4) то работает геометрическая оптика. Если же , , , (6.5) то существенно явление дифракции. При размер пятна , и распределение интенсивности полностью определяется дифракцией. Характер распределения интенсивности в дифракционной картине зависит от отношения длины дифракции к расстоянию от экрана
измерение на экране Э3 ширины интерференционной полосы: , где и - координаты центров двух темных полос, симметричных относительно центрального максимума, - число светлых полос между двумя данными темными, - увеличение микропроектора (на рис. 4.5 N = 3). Рис. 4.5. 2. Выньте объект 27 из двухкоординатного держателя и вставьте его в кассету микропроектора (модуль 2). Отодвиньте объектив на 1,5 – 2 см ближе к конденсору (модуль 5), при этом система расфокусируется, объект 27 в кассете микропроектора окажется освещенным, и на экране установки будет видно увеличенное изображение двух щелей. Измерьте по этому изображению ширину щели D и расстояние между щелями Н. Учитывая увеличение микропроектора, рассчитайте действительную ширину щели и расстояние между щелями . 3. Рассчитайте длину волны излучения лазера по формуле: . 4. Повторите опыт с объектом 28. 5. Результаты занесите в таблицу:
№ объекта
                   
 


 
 
световой волны можно считать бесконечно малой величиной. Чем хуже выполнено это условие, тем сильнее проявляются отклонения от законов геометрической оптики, приводящие к возникновению явлений дифракции. По законам геометрической оптики за краем непрозрачного экрана должна находится область тени (геометрическая тень), резко ограниченная от освещенных областей и соответствующая профилю края экрана. Вследствие дифракции вместо этого получается сложное распределение интенсивности, называемое дифракционной картиной. Угол дифракции Рис. 6.1. Пусть отверстие в экране Э1 «вырезает» пучок из плоской монохроматической волны (рис. 6.1), и след пучка наблюдается на экране Э2. Уменьшая размер отверстия, заметим, что вначале размер следа пучка уменьшается в соответствии с размером отверстия, но затем начинает увеличиваться: пучок становится расходящимся. Угловая ширина пучка (угол дифракции ) определяется соотношением между длиной волны и характерным размером пучка в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны (угол ΘД считается малым): . (6.1) Соотношение (6.1.) позволяет оценить порядки дифракционных
                   

 

Сделайте вывод о проделанной работе.

 

Контрольные вопросы

1. В чем заключается явление интерференции света?

2. Назовите условия получения и наблюдения интерференции света.

3. Запишите условия интерференционного максимума и минимума.

4. Что называется оптической длиной пути?

5. Каков механизм возникновения интерференционной картины в опыте Юнга?

6. Как связаны разность фаз и оптическая разность хода? Пояснить на рисунке.

Литература

 

Лабораторная работа №5



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-08-20 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: