Физика. 11 класс

Цель работы: измерение длины световой волны для красной и фиолетовой границ спектра с использованием дифракционной решетки с известным периодом.

Приборы и принадлежности: прибор для определения длины световой волны (рис. 237, а), лампа накаливания, дифракционная решетка, штатив.

Расчетная формула

Если смотреть на лампу накаливания сквозь решетку и щель в черном экране, то на экране можно наблюдать по обе стороны от щели дифракционные спектры 1, 2, 3 и т. д. порядков.

Длина волны дифракционного максимума первого порядка

,

где d  — ширина щели, L — расстояние от дифракционной решетки до экрана,  l — расстояние от центра щели на экране до соответствующего дифракционного максимума (рис. 237, б)

Порядок выполнения работы

1. Установите экран на расстоянии  от дифракционной решетки. Включите лампу и расположите ее за экраном со щелью (см. рис. 237). Добейтесь наилучших условий видимости спектра.
2. Измерьте расстояние L 3 - 5 раз, рассчитайте среднее значение . Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.
3. Измерьте расстояния от центра щели на экране до красного  и фиолетового краев спектра. Эти расстояния измерьте не менее 5 раз справа и слева от щели на экране. Рассчитайте средние значения  и .  Результаты занесите в таблицу.
4. Рассчитайте период d решетки. Запишите его в таблицу.
5. Вычислите по формуле длину волны для красной  и фиолетовой  границ спектра.
6. Рассчитайте относительную и абсолютную погрешности измерений длин волн:  ,  
7. Запишите значения длин волн и относительной погрешности их измерения.

Таблица измерений и вычислений

№ опыта

3 - 5 опытов

Среднее

Контрольные вопросы

1. Почему нельзя получить геометрический (световой луч), уменьшая до нуля ширину щели?
2. В каком порядке следуют основные цвета в дифракционном спектре? Совпадает ли этот порядок следования цветов в радуге?
3. Как изменится характер дифракционного спектра, если использовать дифракционную решетку с периодом, в два раза большим, чем в вашем эксперименте? В два раза меньшим?

Выводы

Суперзадание.

Направьте луч от источника света на рабочую поверхность компакт-диска. Нарисуйте, опишите и объясните наблюдаемую картину в отраженном от компакт-диска свете.