Виконання роботи

Дослід № 1

1. Вмикаю електричну лампу та направляю на неї прилад, причому так щоб через вікно екрана приладу було видно нитку лампи.

2.Виставляю екран приладу на максимально можливій відстані від дифракційної гратки і отримати на ньому чітке зображення спектрів І і ІІ порядків.

ч ф ч ф О ф ч ф ч

ІІ І І ІІ

ДИФРАКЦІЙНА ГРАТКА

3. Виміряти по шкалі бруска відстань від екрану до дифракційної гратки. =___________м

4. Визначаю відстань від нульової поділки шкали екрану до середини фіолетової смуги як зліва , так і справа для спектрів першого порядку і вираховую середнє значення .

; ;

5. За написом на дифракційній гратці визначаю її період: напис 1: 100 показує,

що період гратки рівний

6. Визначаю довжину хвилі фіолетового променя при

Дослід № 2

7Вмикаю електричну лампу та направляю на неї прилад, причому так щоб через вікно екрана приладу було видно нитку лампи.

8.Виставляю екран приладу на максимально можливій відстані від дифракційної гратки і отримати на ньому чітке зображення спектрів І і ІІ порядків.

9. Виміряти по шкалі бруска відстань від екрану до дифракційної гратки. =___________м

10. Визначаю відстань від нульової поділки шкали екрану до середини фіолетової смуги як зліва , так і справа для спектрів другого порядку і вираховую середнє значення .

; ;

11. За написом на дифракційній гратці визначаю її період: напис 1: 100 показує,

що період гратки рівний

12. Визначаю довжину хвилі фіолетового променя при

13. Визначаю середнє значення довжини хвилі фіолетових променів

14. Визначаю відносну похибку вимірювання довжини хвилі фіолетових променів

Дослід № 3

1Вмикаю електричну лампу та направляю на неї прилад, причому так щоб через вікно екрана приладу було видно нитку лампи.

2.Виставляю екран приладу на максимально можливій відстані від дифракційної гратки і отримати на ньому чітке зображення спектрів І і ІІ порядків.

3. Виміряти по шкалі бруска відстань від екрану до дифракційної гратки. =___________м

4. Визначаю відстань від нульової поділки шкали екрану до середини смуги як зліва , так і справа для спектрів першого порядку і вираховую середнє значення .

; ;

5. За написом на дифракційній гратці визначаю її період: напис 1: 100 показує,

що період гратки рівний

6. Визначаю довжину хвилі червоного променя при

Дослід № 4

7Вмикаю електричну лампу та направляю на неї прилад, причому так щоб через вікно екрана приладу було видно нитку лампи.

8.Виставляю екран приладу на максимально можливій відстані від дифракційної гратки і отримати на ньому чітке зображення спектрів І і ІІ порядків.

9. Виміряти по шкалі бруска відстань від екрану до дифракційної гратки. =___________м

10. Визначаю відстань від нульової поділки шкали екрану до середини червоної смуги як зліва , так і справа для спектрів другого порядку і вираховую середнє значення .

; ;

11. За написом на дифракційній гратці визначаю її період: напис 1: 100 показує,

що період гратки рівний

12. Визначаю довжину хвилі червоного променя при

13. Визначаю середнє значення довжини хвилі червоних променів

14. Визначаю відносну похибку вимірювання довжини хвилі червоних променів

Дослід № 5

1Вмикаю електричну лампу та направляю на неї прилад, причому так щоб через вікно екрана приладу було видно нитку лампи.

2.Виставляю екран приладу на максимально можливій відстані від дифракційної гратки і отримати на ньому чітке зображення спектрів І і ІІ порядків.

3. Виміряти по шкалі бруска відстань від екрану до дифракційної гратки. =___________м

4. Визначаю відстань від нульової поділки шкали екрану до середини зеленї смуги як зліва , так і справа для спектрів першого порядку і вираховую середнє значення .

; ;

5. За написом на дифракційній гратці визначаю її період: напис 1: 100 показує,

що період гратки рівний

6. Визначаю довжину хвилі зеленого променя при

Дослід № 6

7Вмикаю електричну лампу та направляю на неї прилад, причому так щоб через вікно екрана приладу було видно нитку лампи.

8.Виставляю екран приладу на максимально можливій відстані від дифракційної гратки і отримати на ньому чітке зображення спектрів І і ІІ порядків.

9. Виміряти по шкалі бруска відстань від екрану до дифракційної гратки. =___________м

10. Визначаю відстань від нульової поділки шкали екрану до середини зеленої смуги як зліва , так і справа для спектрів другого порядку і вираховую середнє значення .

; ;

11. За написом на дифракційній гратці визначаю її період: напис 1: 100 показує,

що період гратки рівний

12. Визначаю довжину хвилі зеленого променя при

13. Визначаю середнє значення довжини хвилі зелених променів

14. Визначаю відносну похибку вимірювання довжини хвилі зелених променів

Висновок: В результаті проведених експериментів визначено довжини світлових хвиль фіолетового, червоного та зеленого кольорів спектру.

Отримані похибки при проведені експерименту пояснюю так:

1._______________________________________________________________________

2._______________________________________________________________________

3._______________________________________________________________________

Вважаю, що даний метод визначення довжини хвилі є __________________________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ.

1. Чому нульовий максимум білого кольору, а вищі - набір кольорових смуг?

2. Чому максимуми розміщуються як зліва так і справа від нульового максимуму?

3.В яких точках екрана отримуються І, ІІ, ІІІ максимуми?

4. В яких точках екрана отримується світловий мінімум?

1. Через дифракційні ґратки, які мають 200 штрихів на міліметр, пропущене монохроматичне випромінювання з довжиною хвилі 750 нм. Визначити кут, під яким видно максимум першого по­рядку цієї хвилі.

Заняття № 58 ____________2011р.

Тема: Явища, що пояснюються квантовими властивостями світла

Поняття про хвильові і квантові властивості випромінювання. Квантова теорія світла. Залежність між величиною енергії кванта (фотона) І частотою електромагнітного випромінювання. Постійна Планка Тиск світла. Досліди П. Н. Лебедєва по виявленню і вимірюванню світлового тиску. Хімічна дія світла; його застосування у фотографії і деяких технологічних процесах. Поняття про фотосинтез.

Основні положення та означення.

1. Відповідно до гіпотези Планка енергія випромінюється і поглинається певними порціями – квантами, енергія яких визначається формулою: , де Е - енергія кванта, - частота коливань електромагнітного ви­промінювання і h - сталий коефіцієнт, однаковий для всіх хвиль і квантів, який називають сталою Планка. У СІ h має таке числове значення: h = 6,62·10^-34Дж · с.

Таким чином, енергія кванта прямо про­порційна частоті коливань електромагнітного випромінювання. Ос­кільки то

тобто енергія кванта обернено пропорційна довжині хвилі випроміню­вання у вакуумі.

2. Квант світлової енергії називають фотоном.

3. Ейнштейн об’єднав масу і енергію, тобто кожному тілу масою відповідає енергія Е яка визначається виразом і відповідно будь якій енергії відповідатиме певна маса

4. Масу кванта (фотона) визначають: або

5. Дослід показав, що, поки фотон існує, він рухається з швидкістю с (у вакуумі) і ні за яких умов не може сповільнити свій рух або зупи­нитись. У момент зустрічі з речовиною він може поглинутись частин­кою речовини. Тоді сам фотон зникає, а його енергія цілком перехо­дить до частинки, яка його поглинула. Фотон не має маси спокою. Ця цікава особливість фотонів відрізняє їх від частинок речовини, напри­клад від протонів або електронів.

6. Імпульс фотона визначають: , або

7. Падаючи на довільну поверхню світло спричиняє тиск, який визначають:

- для дзеркальної поверхні:

- для темної поверхні:

Таким чином тиск світла на дзеркальну поверхню у два рази більший ніж на темну.

Першим виміряв тиск світа у 1900 році М. П. Лебедєв. (тиск сонячних променів на квадратний метр темної поверхні Землі складає 4,5 · 10^-6 Па)

Конспект.

Розв’язування задач.

Модель № 1 ( параметри фотона) ; ;

1. Сонце випромiнює в простiр щосекунди близько 3,75·10²⁶Дж енергії. На скiльки у зв'язку з цим щосекунди зме­ншуеться маса Сонця? Швидкiсть свiтла вважати 3·10⁸ м/с. а) 2, 71·10 ⁹ кг; б) 4, 17·10 ⁹ кг в) 3,64·10 ⁹ кг г) 2,56·10 ⁹ кг

2. У скiльки разiв енергiя фотона, яка вiдповiдае фiо­летовiй границi видимого спектра, бiльша за енергiю фотона, яка вiдповiдае червонiй границi цього спектра? Червона й фiо­летова межi видимого спектра мають довжини хвиль вiдповiд­но 0,76 мкм та 0,38 мкм. а) у 3 рази; б) у2 рази; в) у 6 разiв; г) у 5 раз

3. Яке значення iмпульсу фотона, що володic енергiею 6·10-19 Дж? Швидкiсть свiтла вважати 3·10⁸м/с. а) 3·10^{-27 кг} ·м/c; б) 1,7·10^-2710^{-27 кг} ·м/c; в) 2·10^{-27 кг} ·м/c; г) 2,8·10^{-27 кг} ·м/c;

Модель № 2 ( зв’язок показника заломлення з енергією кванта)

n = c / υ υ = λ· ν E = h · ν

4. Чому дорiвнюе абсолютний показник заломлення середовища, в якому свiтло з енергieю фотона 4,4·10³⁹ Дж мае довжину хвилi 300 нм? Швидкiсть свiтла вважати 3.10⁸м/с, стала Планка 6,6·10³⁴ Дж·с.

а) 1,5; б) 1,2; в) 2; г) 1,4

Модель №3 ( енергія та потужність випромінювання)

P = E / t E = E₁· N E₁= h·ν = h·c / λ

5. Лазер потужнiстю 20 Вт випромiнюе 10²⁰ фотонiв за 1 с. Яка довжина хвилi випромiнювання лазера? Вважати, що стала Планка 6,6·10^-34 Дж·с, швидкiсть свiтла - 3·10⁸м/с. а) 0,285 мкм; б) 0,375 мкм; в) 0,423 мкм; г) 0,541 мкм

Дата добавления: 2015-06-04