Описание установки и метода измерений

В данной работе в качестве источника света используется гелий-неоновый лазер с малой мощностью излучения. При использовании лазера оптическая система значительно упрощается, т. к. излучение лазера образует практически параллельный световой пучок и не нужно применять оптическую систему для коллимации. Излучение лазера удобно еще тем, что обладает очень высокой степенью монохроматичности и когерентности, а большая яркость пучка позволяет наблюдать десятки боковых максимумов, несмотря на то, что яркость их очень быстро убывает.

Установка собрана по схеме, приведенной на рис. 3. Лазер 1 установлен на оптической скамье так, чтобы часть скамьи (не менее 1 м) оставалась свободной. Узкая вертикальная щель 2 регулируемой ширины устанавливается вблизи выходного окна лазера. Винт 7 регулирует ширину щели. В качестве фотоприемника используется фотодиод, который может перемещаться в горизонтальном направлении с помощью винта 8. Сигнал с фотоприемника регистрируется с помощью устройства фоторегистрирующего (УФР). Устройство откалибровано так, что фототок (в микроамперах) пропорционален интенсивности света, падающего на фотодиод.

В данной работе измеряется интенсивность света в нулевом, первом, втором и третьем максимумах, а затем определяют относительные интенсивности максимумов. Кроме этого, измеряется положение этих максимумов, с помощью которых определяется ширина щели.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки: 1 – лазер; 2 – щель регулируемой ширины; 3 – держатель фотоприемника; 4 – устройство фоторегистрирующее; 5 – винт для вертикального перемещения лазерного луча; 6 – винт для горизонтального перемещения лазерного луча; 7 – винт для регулирования ширины щели; 8 – винт для перемещения фотоприемника

Если обозначить через х_m расстояние между максимумами m-го порядка, l – расстояние от щели до экрана, то, заменив в формуле (2) sin φ на (в виду малости угла j), можно ширину щели записать в виде

. (7)

Здесь λ = 633 нм – длина волны света, испускаемого лазером, m = 1, 2, 3 … – порядок дифракционного максимума, т. е. номер светлой полосы на экране.

Дата добавления: 2015-06-04