Студопедия

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.

 

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
П о р я д о к р а б о т ы. Упражнение 1.Определение индуктивности катушки | П о р я д о к р а б о т ы. 1. Включить лампочку проекционного фонаря и получить на экране центральную белую полосу и спектры 1-го и 2-го порядка

Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 172; Нарушение авторских прав?


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

studopedia.su - Студопедия (2013 - 2020) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.