Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Устройство и оснащение процедурного кабинета: Решающая роль в обеспечении правильного лечения пациентов отводится процедурной медсестре...
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Дисциплины:
2017-12-09 | 220 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Ц е л ь: изучение явления дифракции света
П р и б о р ы: дифракционная решетка, проекционный фонарь, экран с ми-ллиметровой шкалой
Т е о р и я м е т о д а
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.
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.
2. Измерить расстояние от центральной полосы до фиолетовой полосы в спектре 1-го порядка и расстояние L от дифракционной решетки до экрана.
|
3. Повторить измерения для зелёного и красного цвета в спектрах 1-го и 2-го порядка и вычислить длины волн для каждого цвета:
4. Вычислить относительную погрешность
5. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу:
Цвет исследуемой полосы | k | l | l | <l > | Dl | DL | <Dl> | l = <l>±<Dl> | |
фиолетовый | |||||||||
зеленый | |||||||||
красный |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое дифракция? Каковы условия наблюдения дифракции? Виды дифракции (дифракция Френеля, дифракция Фраунгофера).
2. В чем заключается принцип Гюйгенса-Френеля? Описать метод зон Френеля.
3. Указать оптическую разность хода между лучами от одной щели и от дифракционной решетки.
4. Записать условия максимума и минимума для одной щели и дифракционной решетки.
5. Начертить график распределения интенсивности максимумов от одной и многих щелей.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 43
|
|
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!