Описание экспериментальной установки

Наша задача — измерение интенсивности дифракционной карти­ны, получаемой с помощью узкой щели, и определение размера щели.

Источником излучения служит гелий-неоновый лазер с длиной волны излучения = 0,633 мкм. Свет попадает на дифракционную щель, далее — на фотоприемник, который укреплен на перемещающем­ся столике, снабженном шкалой, и фиксируется цифровым вольтмет­ром. Величина напряжения на вольтметре пропорциональна интенсив­ности излучения. Перемещая фотоприемник, снимают данные для пост­роения графика интенсивности дифрагированного света. Используя график и условие минимума дифракции, находят ширину щели.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с лазером, цифровым вольтметром.

2. Включить лазер, добиться появления четкой дифракционной
картины в плоскости входной щели фотоприемника (для этого ис- пользуется лист бумаги).

3. Перемещая с помощью винта столик с приемником, снять за-­
висимость интенсивности (показания вольтметра) U от положения фотоприемника X. Отсчет делать по шкале на столике с интервалом от половины до целого деления шкалы (соответственно указанию лаборанта). Данные заносить в табл. 1.

4. На миллиметровке построить график зависимости U от X.

5. По графику определить расстояние от центра главного мак-симума до центра первого минимума. Измерить расстояние L от дифракционной щели до входной щели фотоприемника. Рассчитать угол, при котором наблюдают первый минимум: .

6. Определить размер дифракционной щели, используя значение
и учитывая, что m = 1; .

Таблица 1

X
U
b =

Контрольные вопросы

1. Цель работы.

2. Уравнения Максвелла.

3. Электромагнитные волны (механизм электромагнитного волново-­
го процесса и его характеристики).

4. Свойства электромагнитных волн: скорость распространения в вакууме, поперечность, взаимосвязь полей.

5. Поляризация и виды поляризации электромагнитных волн.

6. Свойства электромагнитных волн: импульс, энергия, интенсивность.

7. Интерференция (сущность явления).

8. Интерференция (условие реализации — когерентность, время
когерентности)

9. Дифракция (сущность явления).

10. Принцип Гюйгенса-Френеля.

11. Дифракция Фраунгофера на одиночной щели.

12. Содержание лабораторных упражнений. Порядок и х выполнения.

Литература

1. А. В. Астахов, Ю. М. Широков. Курс физики. М.: «Наука», 1980. Т. II. 359 с.

2. Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. Фейнмановские лекции по физике. М.: «Мир», 1965. Т. 3. 238 с.

3. Д. В. Сивухин. Общий курс физики. Т.IV. Оптика. М.: «Наука», 1980. 752 с.

4. И. Е. Иродов. Волновые процессы. Основные законы. М.-СП(б).: Физматлит, 1999. 254 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………………… … 3

Лабораторная работа ЭВ.1

Изучение поляризации света………………………………………… 4

Лабораторная работа ЭВ.2

Интерференция электромагнитных волн. Кольца Ньютона… 12

Лабораторная работа ЭВ.3

Дифракция световых волн на дифракционной решетке…… 19

Лабораторная работа ЭВ.4

Дифракция световых волн на одной щели……………………… 23

[1] К физической оптике, как разделу физики, изучающему свойства и физическую природу света, относят также примыкающие к видимому свету инфракрасную и ультрафиолетовую области спектра электромагнитного излучения.