КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Т е о р и я м е т о д а. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 41 Ц е л ь: изучение явления дифракции света П р и б о р ы: дифракционная решетка, проекционный фонарь, экран с ми-ллиметровой шкалой
Явления, возникающие при распространении света в среде с резко выраженными неоднородностями, получили название дифракции света. В более узком смысле, под дифракцией понимают огибание волнами препятствий. Явление дифракции можно объяснить, пользуясь принципом Гюйгенса-Френеля: каждая точка пространства до которой доходит световое возбуждение становится вторичным источником полусферических волн, огибающая которых представляет фронт вторичной волны. Если на щель падает поток параллельных лучей (рис.1), то после прохождения щели фронт вторичных волн плоский только в средней части, а по краям искривляется. Таким образом, свет попадает за непрозрачный экран. Дифракционную картину можно рассчитать, применив метод зон Френеля. Пусть на щель шириной а падает поток параллельных лучей (рис.2). После прохождения щели свет распространяется по разным направлениям. Выберем произвольное направление лучей под углом j к первоначальному. Опустим перпендикуляр из точки А на луч 2. АС - фронт вторичной волны ВС = D - оптическая разность хода лучей Из треугольника АВС найдём, что оптическая разность хода D = аsinj. Отложим на оптической разности хода отрезки, равные l/2. Пусть таких отрезков уместилось 2. Проведём из точки деления прямую, параллельную фронту АС до щели. Тогда щель также разобьется на две части или две зоны - зоны Френеля. Каждая зона посылает колебания в противофазе с соседней. Если на пути лучей прошедших через щель поставить собирающую линзу, то она соберет лучи в фокальной плоскости в точке M. Колебания в точку М придут в противофазе и результирующая будет равна нулю и точка М не будет освещена. Отсюда вытекает условие минимума: если на открытой части волнового фронта укладывается четное число длин полуволн, то в наблюдаемой точке свет будет ослаблен (погашен), т.е.
а sin j = 2k k = 0,1,2… Если на открытой части волнового фронта укладывается нечетное число зон Френеля (рис.3), то в наблюдаемой точке свет будет усилен, или, если на оптической разности хода укладывается нечетное число полуволн, то в наблюдаемой точке свет будет усилен т.е. а sin j = (2k +1) k = 0,1,2…
Рис.1
Рис. 2
Рис.3
Рис.4
Рис.5
Если взять не одну щель, а несколько, т.е. дифракционную решетку (рис.4), то на каждой щели будет наблюдаться явление дифракции. Лучи прошедшие через все щели дифракционной решетки, собираются линзой в одной точке, т.е., интерферируют. Условие максимума интерференции наблюдается при четном числе длин полуволн, укладывающихся на оптической разности хода. D = (а+b) sinj - оптическая разность хода Тогда (а+b) sinj = kl - условие максимума дифракционной решетки где k = 1,2,3… Если на дифракционную решетку падает белый свет, то на экране наблюдается дифракционный спектр. Из условия максимума дифракционной решетки можно определить длину волны: l = На рисунке 5 приведена схема установки. Здесь L -расстояние от дифракционной решетки до экрана. S - источник света, А - щель, 0-объектив осветителя, Д - дифракционная решетка, Э - экран, l - расстояние от центральной полосы до середины исследуемой линии. В связи с малостью угла отклонения sin j» tqj = . Тогда l =; где а+b = 1/100 мм - постоянная дифракционной решетки.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 312; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |