Определение длины световой волны с дифракционной решетки.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ :
Экспериментально определить длину световой волны для различных цветов света.
ОБОРУДОВАНИЕ: Виртуальная лаборатория mediadidaktika
ТЕОРИЯ ПО РАБОТЕ:
Волновые свойства света проявляются в таких явлениях как интерференция, дифракция и
дисперсия. Эта работа основана на использовании всех трех этих явлений.
Интерференция - это наложение нескольких когерентных волн друг на друга, в результате
которого происходит усиление или ослабление света.
Дифракция - это огибание волнами препятствий, размер которых соизмерим с длиной волны.
Дисперсия - разложение белого света на составляющие цвета при прохождении через
прозрачные среды.
Лабораторная работа выполняется с дифракционной решетки - прибора,
представляющего собой чередование прозрачных и непрозрачных полос, нанесенных на
прозрачный материал (стекло, целлюлоид, слюду и т.п.) Характеристикой дифракционной решетки
является ее период, т.е. расстояние между соседними непрозрачными штрихами (d) .
При прохождении света через дифракционную
решетку, он разлагается на семь основных цветов, образуя
на экране красивую интерференционную картину из
чередующихся радужных спектральных полосок. Каждая
полоска в таком спектре соответствует максимуму световой
волны с определенной длиной.
Условие возникновения максимума записывается в
виде Δl=nλ=d sinφ
где d - постоянная дифракционной решетки,
φ - угол под которым виден световой максимум.
Центральный максимум называется нулевым, для
него n=0. Слева и справа от него располагаются максимумы
высших порядков( первый, второй,...)
Из формулы видно, что положение максимума
относительно центра зависит от длины волны. Чем больше
длина волны, тем дальше максимум данного цвета от
нулевого.
Белый свет по своему составу – сложный. Нулевой
максимум для него- белая полоса, а максимумы высших
порядков представляют собой набор семи цветных полос, совокупность которых называют
спектром первого, второго и т.д. порядка.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Зайти на сайт Виртуальная лаборатория
mediadidaktika по ссылке
http://mediadidaktika.ru/mod/page/view.php?id=397
Вы должны оказаться на странице физического
практикума по физике – Оптика5.05. Измерение длины световой волны с дифракционной решетки
2. Период дифракционной решетки d = 0,00001 м
= 10-5 м
3. Выберите «спектр» на вкладке на экране.
Сделайте скриншот (если работу сдаете в виде
документа) и опишите, что видите на экране.
Задайте расстояние 10 см и опишите, что
происходит на экране при увеличении
расстояния. (Расстояние, см 18) 5. Переведите расстояние в метры и запишите в
Таблицу результатов измерений и вычислений
Цвет
Расстояние от
реше
тки до
шк
алы
Период
дифракционн
ой решетки
Расстояние до
полоски
данного цвета
Длина
световой
волны
Табличное
значение
длины волны
Погрешность
R
, м d, м а, м
,
7 10 м
табл,
7 10 м δ, %
Красный 700
Оранжевый 600
Желтый 580
Зеленый 540
Голубой 500
Синий 460
Фиолетовый 400
6. Установите заданное расстояние от дифракционной решетки до экрана. Выберите на вкладке
красный цвет.
7. Измерьте по линейке на экране расстояние от 0 до начала полоски красного цвета.
Полученное значение занесите в таблицу, не забыв перевести сантиметры в метры.
8. Вычислите длину волны для каждого цвета по формуле
n b
d a
Период дифракционной решетки равен d=10-5м,
n=1 (т.к. первая полоска соответствует первому порядку спектра).
9. Сравните полученные результаты с табличными и вычислите относительную погрешность
по формуле, округлив до целых.
100%
табл
табл
10. Повторите п.6-9 для всех указанных цветов.
*** Значения длины волны должны получиться совпадающими по порядку с табличными.
***Погрешность не должна превышать 25%.
Напишите ВЫВОД по работе:
Что определяли в работе, каким прибором и каким явлением пользовались, у какого цвета длина
волны самая большая, а у какого самая маленькая. В чем отличие белого цвета и монохромного.
