Лабораторная работа №5.05
Измерение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
Цель работы: измерить длину световой волны с помощью дифракционной решетки.
Описание работы. Дифракционная решетка — это оптический прибор, предназначенный для изучения спектра света. В частности, с ее помощью можно измерить длины волн, соответствующие различным цветам спектра. Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа очень узких параллельных щелей одинаковой ширины, разделенных непрозрачными промежутками.
На практике часто используют стеклянные пластинки, на которые нанесены параллельные штрихи. Периодом решетки d называется расстояние между центрами соседних щелей (период указывается на решетке). Если смотреть сквозь решетку и прорезь на источник света, то на черном фоне экрана можно наблюдать по обе стороны от прорези дифракционные спектры. Их наблюдается несколько, но мы будем рассматривать только первый из них по обе стороны от щели.
Расчеты показывают, что длина волны где l— расстояние от дифракционной решетки до экрана, h— расстояние от щели до максимума света, соответствующего выбранному цвету (см. рисунок ниже).
Оборудование: электрическая лампочка с прямой нитью накаливания (одна на класс), прибор для определения длины световой волны, штатив с лапкой, дифракционная решетка.
ХОД РАБОТЫ
Уровень «А»
1. Соберите измерительную установку, изображенную на рисунке. Решетка 1 устанавливается в держателе 2, который прикреплен к концу линейки 3. На линейке же располагается черный экран 4 с узкой вертикальной щелью 5 посередине. Вся установка крепится на штативе 6.
- Запишите период дифракционной решетки d.
- Направляя прибор на электрическую лампочку с прямой нитью накаливания и наблюдая излучение через дифракционную решетку и прорезь шкалы, добейтесь того, чтобы по обе стороны от прорези были видны максимумы интенсивности излучения первого и второго порядка фиолетового и красного света (см. рисунок 2).
рис.2
- Измерьте расстояние l от дифракционной решетки до шкалы.
- Измерьте отклонения от центра прорези до максимумов первого порядка красного света (слева и справа от прорези).
- Найдите среднее арифметическое отклонение: .
- Вычислите длину волны красного цвета.
- Повторите измерения и вычислите длину волны для фиолетового цвета.
- Полученные результаты занесите в таблицу.
Цвет полосы |
, м |
, м |
, м |
l, м |
|
Красный |
|
|
|
|
|
Фиолетовый |
|
|
|
|
|
10. Запишите вывод: что вы измеряли и какой получен результат.
________________________________________________________________________________________________________________________________________