Interferenčné metódy na určenie vlnovej dĺžky svetla. Experimenty vo fyzike na tému: Laboratórna práca "Stanovenie vlnovej dĺžky svetla"

Epigraf:

"Jednu skúsenosť si cením viac ako tisíc názorov zrodených len z predstavivosti."
M. Lomonosov.

Ciele lekcie:

  1. Rozvoj schopností.
    Schopnosť použiť študovaný materiál na riešenie výpočtových a praktických problémov. Vedieť aplikovať matematické poznatky na fyzikálne zákony.
  2. Formovanie hodnôt.
    Biele svetlo má zložitú štruktúru, ktorá vie vysvetliť rozmanitosť farieb v prírode. Pomocou difrakčnej mriežky alebo hranola možno biele svetlo rozdeliť na spektrum, ktoré pozostáva zo siedmich základných farieb: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigo, fialová.
  3. Rozumné správanie v prostredí.
    Mimo nás v prírode neexistujú farby, sú len vlny rôznych dĺžok. Oko je komplexné optické zariadenie schopné rozpoznať rozdiely vo farbe, ktoré zodpovedajú nepatrnému (asi 10-6 cm) rozdielu v dĺžke svetelných vĺn.

Očakávané výsledky:

  1. Formovanie zručností študentov pri práci so študovanými vzorcami a zručnosti pri vykonávaní praktickej práce.
  2. Použite matematické znalosti na výpočet výsledku experimentálnej úlohy.
  3. Schopnosť a zručnosti študentov pracovať s doplnkovou a referenčnou literatúrou.
Štruktúra lekcie:
  1. Aplikácia študovaného materiálu na splnenie testovej úlohy
  2. Prezeranie fragmentu „Fraunhoferova difrakcia“, predná diskusia o tomto materiáli (otázky napísané na tabuli).
  3. Pracujte na doske. Riešenie úlohy č.2405 zo zbierky úloh z fyziky G.N.
  4. Vykonávanie experimentálnej práce na tému „Určenie vlnovej dĺžky svetla (pre určitú farbu) pomocou difrakčnej mriežky“.
  5. Práca s referenčnou knihou o fyzike a technike od A.S. Porovnanie získaných výsledkov s údajmi z referenčnej knihy a zovšeobecnenie výsledkov experimentu.
  6. Zhrnutie lekcie. Zadávajte diferencované domáce úlohy.

Ciele lekcie:

  • Vzdelávacie : Opakujte vzorce naučené v predchádzajúcich lekciách, aplikujte matematické znalosti na riešenie výpočtových úloh. Použite študovaný materiál pri riešení úloh a vykonávaní experimentálnych prác na určenie vlnovej dĺžky svetla pomocou difrakčnej mriežky.
  • Vzdelávacie: Rozvíjať u žiakov kognitívny záujem, schopnosť logicky myslieť a zovšeobecňovať. Rozvíjať motívy pre učenie a záujem o fyziku a matematiku. Rozvíjať schopnosť vidieť spojenie medzi fyzikou a matematikou. Zlepšiť schopnosť študentov zdôrazniť hlavnú vec, analyzovať podmienky úlohy a rozvíjať kultúru ústneho a písomného prejavu.
  • Vzdelávacie Pestovať lásku k študentskej práci, vytrvalosť pri dosahovaní cieľa a schopnosť pracovať vo dvojici. Podporujte kultúru matematických výpočtov. Vzájomný rešpekt.

Počas vyučovania.

1. Opakovanie a zovšeobecnenie preberanej látky

Biele svetlo má zložitú štruktúru, ktorá vie vysvetliť rozmanitosť farieb v prírode. Pomocou difrakčnej mriežky alebo hranola možno biele svetlo rozdeliť na spektrum, ktoré pozostáva zo siedmich základných farieb: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigo, fialová. Mimo nás v prírode neexistujú farby, sú len vlny rôznych dĺžok. Oko je komplexné optické zariadenie schopné rozpoznať rozdiely vo farbe, ktoré zodpovedajú nepatrnému (asi 10-6 cm) rozdielu v dĺžke svetelných vĺn. V predchádzajúcich lekciách sme sa učili o vlastnostiach svetelných vĺn: interferencia, disperzia, difrakcia, polarizácia.

Dnes si zhrnieme poznatky získané v praxi. Najprv si však pripomenieme látku z predchádzajúcej hodiny, v ktorej sme sa dozvedeli o štruktúre a princípe fungovania optického zariadenia – difrakčnej mriežky.

2. Prezentácia na tému: “Difrakčná mriežka.”

Difrakčná mriežka je založená na fenoméne difrakcie, čo je súbor veľkého počtu veľmi úzkych štrbín oddelených nepriehľadnými priestormi. ( Príloha 1, snímka 2)

Šírka priehľadných rozparkov je A a šírka nepriehľadných štrbín je rovná b.

a +b =d,d – perióda difrakčnej mriežky.

Uvažujme o elementárnej teórii difrakčnej mriežky. Nech na mriežku dopadá rovinná monochromatická vlna dĺžky λ. (Príloha 1, snímka 3).
Sekundárne zdroje v štrbinách vytvárajú svetelné vlny, ktoré sa šíria všetkými smermi.

Nájdite podmienku, za ktorej sa vlny prichádzajúce zo štrbín navzájom posilňujú. Za týmto účelom uvažujme vlny šíriace sa v smere určenom uhlom φ.
Dráhový rozdiel medzi vlnami od okrajov susedných štrbín sa rovná dĺžke segmentu AC . Ak tento segment obsahuje celé číslo vlnových dĺžok, potom sa vlny zo všetkých štrbín, ktoré sa sčítajú, navzájom posilnia. Z trojuholníka ABC môžete zistiť dĺžku nohy AC:
AC=ABsinφ.

Maximá budú pozorované pod uhlom φ , určený stavom

d*sinφ =k * λ

Treba mať na pamäti, že keď je táto podmienka splnená, vlny prichádzajúce zo všetkých ostatných bodov štrbín sú zosilnené. Každý bod v prvej štrbine zodpovedá bodu v druhej štrbine, ktorý sa nachádza vo vzdialenosti d od prvého bodu. Preto je rozdiel v dráhe sekundárnych vĺn emitovaných týmito bodmi rovný k * λ, a tieto vlny sa vzájomne zosilňujú.
Za mriežkou je umiestnená zbiehavá šošovka a za ňou clona v ohniskovej vzdialenosti od šošovky. Šošovka sústreďuje lúče prebiehajúce rovnobežne s jedným bodom V tomto bode sa vlny spájajú a dochádza k ich vzájomnému zosilneniu. Uhly φ po splnení podmienky určte polohu maxima na obrazovke.

Keďže poloha maxima (okrem centrálneho, zodpovedajúceho k = 0) závisí od vlnovej dĺžky, mriežka rozkladá biele svetlo na spektrum (spektrá druhého a tretieho rádu sa prekrývajú). Viac λ , čím ďalej je konkrétne maximum zodpovedajúce danej vlnovej dĺžke umiestnené od centrálneho maxima. Každá hodnota má svoje vlastné spektrum. Medzi maximami sú minimá osvetlenia. Čím väčší je počet štrbín, tým sú maximá ostrejšie definované a minimá sú oddelené. (Príloha 1, snímka 4) Svetelná energia dopadajúca na mriežku sa ňou prerozdeľuje tak, že väčšina dopadá na maximá a malá časť energie dopadá na minimá.
Pomocou difrakčnej mriežky je možné vykonať veľmi presné merania vlnovej dĺžky. Ak je známa perióda mriežky, potom sa určenie vlnovej dĺžky zredukuje na meranie uhla φ , zodpovedajúce smeru na maximum. (Príloha 1, snímka 5)

d * sin φ =k * λ

λ = , pretože uhly sú malé, potom sin φ = tan φ

tan φ = , potom λ = ,

Príklady difrakčných mriežok zahŕňajú: naše mihalnice s medzerami medzi nimi sú drsnou difrakčnou mriežkou (Príloha 1, snímka 6) Preto, ak žmúrite na jasný zdroj svetla, môžete vidieť farby dúhy. Biele svetlo sa difrakciou okolo mihalníc rozkladá na spektrum. Laserový disk s drážkami prebiehajúcimi blízko seba je podobný reflexnej difrakčnej mriežke. Ak sa pozriete na svetlo, ktoré sa ním odráža od elektrickej žiarovky, zistíte rozklad svetla na spektrum. Je možné pozorovať niekoľko spektier zodpovedajúcich rôznym hodnotám k. Obraz bude veľmi jasný, ak svetlo zo žiarovky dopadne na tanier pod veľkým uhlom.

3. Vykonanie testovacej úlohy.

Možnosť I.


  1. A.ν 1 = ν 2
    B.
    Δφ = 0
    IN.
    Δφ = konšt
    G.ν 1 = ν 2, Δφ = konšt
  2. λ ℓ 1 A ℓ 2 z bodu M. ( Obrázok 1) V bode M sa pozoruje toto:
    A.
    Maximálne;
    B. minimum;
    IN.
    Odpoveď je nejednoznačná;
    G.
  3. n 1 n 2. Aký je vzťah medzi n 1 A n 2?
    A. n 1< n 2
    B.
    n1 = n2
    IN.
    n 1 > n 2
    G
    . odpoveď je nejednoznačná
  4. d λ φ , pod ktorým je dodržané prvé hlavné maximum?
    A. sinφ =λ/d
    B. sinφ = d/λ
    IN.
    cos φ= λ/d
    S. cos φ= d/λ

  5. A.
    B.
    Difrakcia zvukových vĺn, pretože . λzvuk>> λsvetlo
    IN.
    λzvuk<< λсв .
    G.

  6. A. A
    B
    . b
    IN
    . alebo a alebo b v závislosti od veľkosti disku.

jaI možnosť.

  1. Svetelné vlny sú koherentné, ak:
    A.ν1 = ν2, Δφ = konšt B.ν1 = ν2 IN. Δφ = 0 G. Δφ = konšt
  2. Dva koherentné zdroje s vlnovou dĺžkou λ umiestnené v rôznych vzdialenostiach ℓ1 A ℓ2 z bodu M.( Obrázok 2) V bode M sa pozoruje toto: A. Maximálne; B. minimum; IN. Odpoveď je nejednoznačná; G. Medzi odpoveďami A-B nie je žiadna správna odpoveď.
  3. Na „čistenie“ optiky na sklenený povrch s indexom lomu n1 naneste tenkú priehľadnú fóliu s indexom lomu n2. Aký je vzťah medzi n1 A n2?
    A. n1 = n2 B. n1 > n2 IN. n1< n2 G. odpoveď je nejednoznačná
  4. Difrakčná mriežka s bodkou d osvetlené normálne dopadajúcim svetelným lúčom s vlnovou dĺžkou λ . Ktorý z nasledujúcich výrazov definuje uhol φ , pod ktorým je dodržané druhé hlavné maximum? A. sinφ = 2A/d B. sinφ = d/2λ IN. cos φ= 2λ/d S. cos φ= d/2λ
  5. Čo je ľahšie pozorovať v každodennom živote: difrakcia zvuku alebo svetelných vĺn?
    A. Difrakcia svetelných vĺn, pretože λzvuk<< λсв .
    B. Difrakcia svetelných vĺn, kvôli zvláštnosti zrakového organizmu - oka.
    IN. Difrakcia zvukových vĺn, pretože sú pozdĺžne a svetelné vlny sú priečne.
    G. Difrakcia zvukových vĺn, pretože . λzvuk>> λsvetlo
  6. Keď je malý disk osvetlený monochromatickým bielym svetlom, na obrazovke sa pozoruje difrakčný obrazec. V strede difrakčného obrazca je pozorované nasledovné: A. Biela škvrna; b. tmavá škvrna.
    A. A B. b IN. alebo a alebo b v závislosti od polomeru otvoru.

Zobraziť/fragment “Fraunhoferova difrakcia”.

Otázky k tomuto materiálu:

  1. Čo je to difrakčná mriežka?
    odpoveď: Difrakčná mriežka je súbor veľkého počtu veľmi úzkych štrbín oddelených nepriehľadnými medzerami.
  2. Ako sa spektrá produkované hranolom líšia od difrakčných spektier?
    odpoveď: Difrakčná mriežka a hranol - spektrálne zariadenia - spektrálne analyzátory. Spektrum získané pomocou hranolu je v krátkovlnnej časti viac roztiahnuté a v dlhovlnnej časti stlačené, pretože Hranol silnejšie vychyľuje fialové lúče. Difrakčná mriežka silnejšie vychyľuje červené lúče, spektrum je takmer rovnomerné.
  3. Čo určuje uhlovú vzdialenosť medzi maximami v difrakčnom spektre?
    odpoveď: Uhlová vzdialenosť medzi maximami v difrakčnom spektre závisí od konštanty difrakčnej mriežky. Čím menšia je konštanta difrakčnej mriežky, tým väčšia je uhlová vzdialenosť medzi spektrami.
  4. Ako sa určuje rozlišovacia schopnosť zariadenia?
    odpoveď: Ostrosť spektrálnych čiar sa zvyšuje s počtom štrbín, čím väčší je počet štrbín, tým širšie je spektrum, čo určuje rozlišovaciu schopnosť zariadenia.
  5. Aké mriežky sa nazývajú reflexné?
    odpoveď: Od konca minulého storočia sa rozšírili reflexné mriežky. V takýchto mriežkach je až niekoľko tisíc čiar na 1 mm. Čím viac čiar na 1 mm, tým väčšia je uhlová šírka spektra.
  6. Aké druhy mriežok poznáte?
    odpoveď: Michelsonov echelon - difrakcia na okrajoch stupňov;
    Konkávna sférická mriežka – slúži ako zaostrovacie zrkadlo bez šošovky;
    Prekrížené difrakčné mriežky - tvoria 2-rozmernú difrakčnú štruktúru, ktorá rozkladá spektrum pozdĺž dvoch súradníc;
    Narušená štruktúra (zaprášené okno) – tvorí dúhové prstence;
    Ľudské mihalnice s medzerami medzi nimi tvoria hrubú difrakčnú mriežku.
  7. Vymenujte optické prístroje, ktoré používajú difrakčné mriežky a v akých oblastiach vedy sa používajú?
    odpoveď: Difrakčné mriežky sa používajú v spektroskopoch, spektrografoch, špeciálnych mikroskopoch, v astronómii, fyzike, chémii, biológii, technike, na štúdium absorpčných a reflexných spektier látok, na štúdium optických vlastností rôznych materiálov, vo výrobe na vykonávanie expresných analýz rôzne látky.

Mnoho úzkych štrbín v malej vzdialenosti od seba tvorí nádherné optické zariadenie - difrakčnú mriežku. Mriežka mení svetlo na spektrum a umožňuje veľmi presne merať vlnovú dĺžku svetla.

Predtým, ako prejdeme k experimentálnej práci, vyriešime problém určenia vlnovej dĺžky pomocou difrakčnej mriežky a zopakujeme vzorec na určenie podmienky, za ktorej sa vlny prichádzajúce zo štrbín navzájom zosilňujú.

Riešenie problému. Pracujte na doske.

č. 2405 – S.

Pomocou difrakčnej mriežky s periódou 0,02 mm bol získaný prvý difrakčný obraz vo vzdialenosti 3,6 cm od centrálneho maxima a vo vzdialenosti 1,8 m od mriežky. Nájdite vlnovú dĺžku svetla.

4. Dokončenie experimentálnej úlohy. Pracovať v skupinách.

Predmet: « Stanovenie vlnovej dĺžky svetla pomocou difrakčnej mriežky.“

Experimentálna úloha: pomocou nastavenia zobrazeného na Obrázok 3, určite vlnovú dĺžku (uvedenej farby).

Venujte pozornosť obrázku (Príloha 1, snímka 7). Mriežka je inštalovaná v držiaku 2, ktorý je pripevnený na konci pravítka 1. Na pravítku je čierna clona 3 s úzkou zvislou štrbinou v strede. Na obrazovke a pravítku sú milimetrové stupnice. Celá zostava je namontovaná na statíve.

Zákazka:

  1. Posuňte mierku so zameriavacou štrbinou do maximálnej možnej vzdialenosti od difrakčnej mriežky. ( Dodatok 2).
  2. Nasmerujte os zariadenia na žiarovku s priamym vláknom. (v tomto prípade by vlákno lampy malo byť viditeľné cez úzke zameriavacie vlákno štítu. Pozrite sa pozorne najprv doľava a potom doprava od štrbiny. V tomto prípade budú difrakčné obrazce (spektrá) viditeľné vpravo a vľavo od štrbiny, na čiernom pozadí nad stupnicou).
  3. Bez pohybu zariadenia použite stupnicu na určenie polohy stredov farebných pásov v spektrách prvého rádu. Výsledky zapíšte do tabuľky.
  4. Z nameraných údajov vypočítajte vlnovú dĺžku. Porovnajte ju s hodnotou vlnovej dĺžky pre túto farbu svetla uvedenou v referenčnej knihe. Vyvodiť záver.

d * sin φ =k * λ

λ = d * sin φ/ k, pretože uhly sú malé, potom sin φ = tan φ

tan φ =, potom λ =

Tabuľka výsledkov:

Takže v dnešnej lekcii sme si ešte raz zopakovali vlastnosti svetelných vĺn, vykonali praktické určenie vlnovej dĺžky svetla pomocou optického zariadenia - difrakčnej mriežky, porovnali získané údaje s referenčnými výsledkami,

To všetko nám umožnilo dospieť k záveru, že difrakčná mriežka nám umožňuje určiť vlnovú dĺžku svetla s veľkou presnosťou.

Použité knihy.

  1. Fyzika: Učebnica. Pre 11. ročník. všeobecné vzdelanie inštitúcie / G.Ya Myakishev, B.B. Bukhovcev. – 12. vyd. – M: Vzdelávanie, 2004.
  2. Fyzika: Učebnica. Pre 11. ročník. všeobecné vzdelanie inštitúcie / N.M.Shakhmaev, S.N.Shakhmaev, D.Sh.Shodiev – M: Education, 2000.
  3. Vlnová optika: učebnica - M.: Drop, 2003.
  4. Školský kurz fyziky: testy a úlohy. – M.: Shkola-Press, 1996.
  5. Príručka fyziky a techniky: Učebnica. Príručka pre študentov - M.: Vzdelávanie, 1989.
  6. Zbierka úloh z fyziky pre ročníky 10-11, autor. G.N. Štěpánová - M.: Vzdelávanie, 2001.

Cieľ práce: oboznámenie sa s priehľadnou difrakčnou mriežkou, určenie

delenie vlnových dĺžok spektra svetelného zdroja - žiarovky

Zariadenia a príslušenstvo:

1. Transparentná difrakčná mriežka.

2. Žiarovka.

3. Goniometer (prístroj na presné meranie uhlov).

4. Lineárna inštalácia na určenie vlnovej dĺžky svetla.

Difrakcia svetla- jav pozostávajúci z odchýlky od zákonov geometrickej optiky a vznikajúci pri prechode svetelných vĺn v blízkosti nepriehľadných prekážok úmerných dĺžke svetelných vĺn. Existujú dva typy difrakcie:

1. Fresnelova difrakcia, t.j. keď je difrakčný obrazec tvorený rozbiehavým zväzkom lúčov, ktorý má sférické čelo vlny.

2. Fraunhoferova difrakcia, t.j. keď je difrakčný obrazec tvorený sústavami paralelných lúčov s rovinným čelom vlny. V tomto prípade je difrakčný obrazec vo forme tmavých a svetlých pruhov pozorovaný iba pomocou šošovky, ktorá zbiera lúče v ohniskovej rovine. Uvažujme Fraunhoferovu difrakciu pomocou difrakčnej mriežky.

Difrakčná mriežka je plochá priehľadná doska, na ktorej sú nanesené striedavo priehľadné a nepriehľadné pruhy. Súčet šírok priehľadných a nepriehľadných pruhov sa nazýva mriežková konštanta d alebo jeho obdobie.

Uvažujme o elementárnej teórii difrakčnej mriežky. Nasmerujme monochromatický lúč svetla kolmo na rovinu mriežky, t.j. rovinná monochromatická vlna dĺžky l. V súlade s Huygens-Fresnelovým princípom možno každý bod čela vlny považovať za nezávislý zdroj sekundárnych vĺn. Tieto zdroje sú koherentné. Každá štrbina mriežky sa správa ako bodový zdroj sekundárnych vĺn za predpokladu, že šírka štrbiny je menšia ako vlnová dĺžka. V tomto prípade je difrakčná mriežka súborom koherentných bodových zdrojov (5) umiestnených v štrbinách mriežky a emitujúcich svetelné vibrácie vo všetkých smeroch. Paralelný lúč lúčov dopadajúci na difrakčnú mriežku zmení v dôsledku difrakcie svoju štruktúru. Po mriežke je odchýlka lúčov od pôvodného smeru od 0 0 do 90 0 doprava a doľava. Ak je za difrakčnou mriežkou umiestnená zberná šošovka, potom je možné v ohniskovej rovine šošovky pozorovať difrakčný obrazec, ktorý je výsledkom dvoch procesov: difrakcia svetla z každej štrbiny mriežky a interferencia viacerých lúčov zo všetkých štrbín. Hlavné črty tohto obrázku sú určené druhým procesom.


Keďže na mriežku dopadá rovinná vlna, lúče rovnakého smeru vychádzajúce z rôznych štrbín majú rovnaké počiatočné fázy. Objektív tiež nezavádza fázový rozdiel. V dôsledku toho môže byť fázový rozdiel vytvorený iba v dôsledku rozdielu v dráhe lúčov k šošovke. Ak rozdiel zdvihu str zodpovedajúce lúče (t. j. lúče vychádzajúce zo zodpovedajúcich bodov dvoch susedných štrbín) sa rovnajú celému číslu k=0,1,2,3... vlnové dĺžky svetla l, t.j. pg=d×sinj=kl, potom rozdiel v dráhe akýchkoľvek lúčov idúcich týmto smerom:

sa tiež rovná celému počtu vlnových dĺžok (násobiteľ N sa rovná rozdielu v číslach slotov). Preto všetky lúče vznikajúce pod uhlom j, spĺňajúce podmienku:

(1)

pri interferencii sa navzájom zvýraznia a na obrazovke bude pozorované maximum svetla. Pri praktickom použití difrakčných mriežok je základná rovnica (1). Meraním uhlov j zodpovedajúcich polohám difrakčných maxím je možné pri znalosti vlnovej dĺžky svetla nájsť mriežkovú konštantu d, alebo naopak pri znalosti d určiť vlnovú dĺžku svetla. V stredovom svetelnom páse, ktorého obraz vytvára lúč rovnobežný s dopadajúcim lúčom (k = 0, sinj = 0), sa sčítavajú akcie všetkých lúčov bez ohľadu na vlnovú dĺžku. Napravo a naľavo od centrálneho maxima sú svetelné pásy, pre ktoré k = ±1, ±2, ±3, ±4, ... Nazývajú sa difrakčné maximá 1., 2.... a k-tého rádu. Podľa rovnice (1) rôzne hodnoty l zodpovedajú rôznym uhlom j (v difrakčných maximách rovnakého rádu). Preto, keď sa mriežka osvetlí bielym svetlom v ohniskovej rovine šošovky, vytvorí sa séria difrakčných spektier, ktoré sa navzájom prekrývajú.

Vyriešením rovnice (1) pre l dostaneme:

Tento výraz je základným výpočtovým vzorcom na výpočet vlnových dĺžok svetla. V tejto laboratórnej práci sa vlnová dĺžka svetla určuje pomocou goniometra a lineárneho nastavenia.

Cieľ práce: Stanovenie vlnových dĺžok červených, zelených a fialových lúčov pre dobre viditeľné spektrá 1. a 2. rádu.

Zariadenia a príslušenstvo: Difrakčná mriežka, obrazovka, podsvietenie lampy.

Teoretický úvod

Ak sa lúč rovnobežných lúčov svetla stretne s nepriehľadným kruhovým telesom vo svojej dráhe alebo prejde cez dostatočne malý kruhový otvor, na obrazovke bude v strede striedajúcich sa tmavých a svetlých prstencov vidieť svetlý alebo tmavý bod.

Tento jav šírenia svetla do oblasti geometrického tieňa naznačujúci odchýlku od zákona priamočiarosti šírenia svetla sa nazýva tzv. difrakcia svetla.

Na získanie jasných difrakčných spektier sa používajú difrakčné sitá ki. Difrakčná mriežka je plochá sklenená doska, na ktorej je pomocou deliaceho stroja nanesených množstvo rovnobežných čiar (v dobrých mriežkach - až 1000 čiar na milimeter). Ťahy sú pre svetlo prakticky nepriehľadné, pretože pre svoju drsnosť hlavne rozptyľujú svetlo. Medzery medzi ťahmi umožňujú voľný prechod svetla a nazývajú sa štrbiny.

Kombinácia šírky ťahu a priehľadnej medzery sa nazýva perióda alebo mriežková konštanta. Ak šírku ťahu označíme b, a šírka štrbiny A, potom obdobie mriežky

Nechajte svetelné lúče dopadať na mriežku kolmo na rovinu. Svetlo prechádzajúce každou štrbinou zažíva difrakciu, t.j. sa odchyľuje od priameho smeru. Ak je šošovka umiestnená v dráhe lúčov šíriacich sa zo štrbín mriežky a clona je umiestnená v ohniskovej rovine šošovky, potom sa všetky paralelné lúče prichádzajúce pod rovnakým uhlom k normále zhromaždia v jednom bode na obrazovke (obrázok 1). Lúče prichádzajúce z iného uhla sa budú zbiehať v inom bode. Osvetlenie každého bodu obrazovky bude závisieť jednak od intenzity svetla danej každou štrbinou samostatne, jednak od výsledku interferencie lúčov prechádzajúcich rôznymi štrbinami lúče pre dve susedné štrbiny

kde d je perióda mriežky, φ je uhol vychýlenia lúčov.

Obrázok 1

Ak sa tento rozdiel rovná párnemu počtu polvĺn, bude pozorované maximálne osvetlenie v smere uhla φ:

d sinφ = 2kλ/2 = kλ, (1)

a pod podmienkou

d sinφ = (2k+1)λ/2 (2)

je dodržané minimum.

Je ľahké vidieť, že pri dráhovom rozdiele ∆=kλ budú aj všetky ostatné medzery v smere uhla φ dávať maximum, pretože vo všetkých prípadoch budú rozdiely v dráhe násobky. Tieto maximá sa nazývajú hlavné.

Takže pri normálnom dopade lúčov na mriežku pre hlavné maximá získané na obrazovke z difrakčnej mriežky máme nasledujúci vzťah:

d sinφ = kλ, (3)

kde k - 1,2,3,...celé číslo, volané riadok spektra. Pojem spektrálneho rádu je spojený so skutočnosťou, že na obrazovke sa pozoruje množstvo maxím, ktoré sú symetricky umiestnené vzhľadom na biely pásik (spektrum nultého rádu), tvorené svetlom prechádzajúcim cez mriežku bez vychýlenia.

Zo vzorca (3) je zrejmé, že čím dlhšia je vlnová dĺžka, tým väčšiemu difrakčnému uhlu zodpovedá poloha maxima (obrázok 2). Keď na mriežku dopadne monochromatické svetlo, na obrazovke sa objavia jednofarebné pruhy. Vzorec (3) nám umožňuje určiť vlnovú dĺžku svetla:

λ =d sinφ/k. (4)

Určenie vlnovej dĺžky spočíva v meraní uhla φ. Na meranie uhlov sa používa špeciálne zariadenie, goniometer (obrázok 3). Kde K je kalimátor so štrbinou (na získanie úzkeho zväzku rovnobežných lúčov); T - ďalekohľad; OK – okulár so závitom na nasmerovanie ďalekohľadu na konkrétnu čiaru spektra; C - kruhová stupnica s noniusom;

Obrázok 2

Dr - difrakčná mriežka.

Určenie vlnovej dĺžky svetla pomocou difrakčnej mriežky

1. DIFRAKCIA SVETLA

Difrakcia svetla je jav ohýbania svetla okolo prekážok, s ktorými sa stretáva na svojej ceste, sprevádzaný priestorovou redistribúciou energie svetelnej vlny – interferenciou.

Výpočet distribúcie intenzity svetla v difrakčnom obrazci sa môže uskutočniť pomocou Huygens-Fresnelovho princípu. Podľa tohto princípu je každý bod na prednej strane svetelnej vlny, teda povrchu, na ktorý sa svetlo šíri, zdrojom sekundárnych koherentných svetelných vĺn (ich počiatočné fázy a frekvencie sú rovnaké); výsledná oscilácia v ktoromkoľvek bode priestoru je spôsobená interferenciou všetkých sekundárnych vĺn prichádzajúcich do tohto bodu, berúc do úvahy ich amplitúdy a fázy.

Poloha čela svetelnej vlny v akomkoľvek časovom okamihu je určená obalom všetkých sekundárnych vĺn; akákoľvek deformácia čela vlny (je spôsobená interakciou svetla s prekážkami) vedie k odchýlke svetelnej vlny od pôvodného smeru šírenia - svetlo preniká do oblasti geometrického tieňa.

2. Difrakčná mriežka

Transparentná difrakčná mriežka je sklenená platňa alebo celuloidový film, na ktorom sú v presne definovaných vzdialenostiach vyrezané pomocou špeciálnej frézy úzke hrubé drážky (ťahy), ktoré neprepúšťajú svetlo. Súčet šírky neprerušenej priehľadnej medzery (štrbiny) a šírky drážky sa nazýva mriežková konštanta alebo perióda.

Nech na mriežku dopadne rovinná monochromatická svetelná vlna s vlnovou dĺžkou (uvažujme najjednoduchší prípad - kolmý dopad vlny na mriežku). Každý bod priehľadných priestorov mriežky, do ktorého vlna dosiahne, sa podľa Huygensovho princípu stáva zdrojom sekundárnych vĺn. Za mrežami sa tieto vlny šíria všetkými smermi. Uhol vychýlenia svetla od normály k mriežke sa nazýva difrakčný uhol.

Do dráhy sekundárnych vĺn umiestnime zbernú šošovku. Zameria všetky sekundárne vlny šíriace sa pod rovnakým difrakčným uhlom na príslušné miesto na svojej ohniskovej ploche.

Aby sa všetky tieto vlny pri superponovaní navzájom maximalizovali, je potrebné, aby fázový rozdiel vĺn prichádzajúcich zo zodpovedajúcich bodov dvoch susedných štrbín, t. j. bodov umiestnených v rovnakých vzdialenostiach od okrajov týchto štrbín, bol rovný párne číslo alebo rozdiel priebeh týchto vĺn sa rovnal celému číslu m vlnové dĺžky. Z obr.1 je zrejmé, že rozdiel v dráhe vĺn 1 a 2

lebo bod P sa rovná:

V dôsledku toho možno podmienku pre maximálnu intenzitu výslednej svetelnej vlny počas difrakcie z difrakčnej mriežky zapísať takto:

, (2)

Kde Znamienko plus zodpovedá kladnému dráhovému rozdielu, znamienko mínus zápornému.

Maximálne splnené podmienky (2) sa nazývajú istina, číslo m nazývané poradie hlavných maxím alebo poradie spektra. Význam m=0 zodpovedá maximu nultého rádu (centrálne maximum). Existuje jedno maximum nultého rádu, dve maximá prvého, druhého a vyššieho rádu – vľavo a vpravo od nuly.

Poloha hlavných maxím závisí od vlnovej dĺžky svetla. Preto, keď je mriežka osvetlená bielym svetlom, maximá všetkých rádov okrem nuly, zodpovedajúce rôznym vlnovým dĺžkam, sú voči sebe posunuté, t.j. sú rozložené do spektra. Fialová (krátkovlnná) hranica tohto spektra smeruje k stredu difrakčného obrazca, červená (dlhovlnná) hranica smeruje k periférii.

3. Popis inštalácie

Práca sa vykonáva na spektrogoniometri GS-5 s nainštalovanou difrakčnou mriežkou. Goniometer je zariadenie určené na presné meranie uhlov. Vzhľad spektrogoniometra GS-5 je na obr.2.

Obr.2

Kolimátor 1 vybavený spektrálnou štrbinou nastaviteľnou mikrometrickou skrutkou 2 je namontovaný na pevnom stojane. Štrbina smeruje k (ortuťovej výbojke). Transparentná difrakčná mriežka 4 je inštalovaná na objektovej plošine 3.

Difrakčný obrazec sa pozoruje cez okulár 5 ďalekohľadu 6.

Cieľom práce je študovať difrakčnú mriežku, nájsť jej charakteristiky a pomocou nej určiť dĺžku svetelných vĺn v emisnom spektre ortuťových pár.

V laboratóriu fyzikálnej dielne Katedry fyziky ÚSTU-UPI sa ako zdroj čiarového spektra v laboratórnej práci č.29 používa ortuťová výbojka, v ktorej sa pri elektrickom výboji vytvára čiarové spektrum žiarenia. generovaný, ktorý po prejdení kolimátorom spektrogoniometra GS-5 padá na difrakčnú mriežku (fotografia GS-5 je uvedená v názve súboru). Experimentátor určí difrakčný uhol s presnosťou až na niekoľko sekúnd tak, že nasmeruje zameriavaciu čiaru okuláru na zodpovedajúcu čiaru spektra, potom pomocou vyššie opísanej metódy vypočíta vlnovú dĺžku zvolenej čiary.

V počítačovej verzii tejto práce sú experimentálne podmienky namodelované pomerne presne. Na displeji sa zobrazí okulár, ktorého zameriavacia čiara by mala byť nasmerovaná na ľubovoľnú zvolenú spektrálnu čiaru, presnejšie na stred farebného pásika, čo zvyšuje presnosť merania uhla na niekoľko oblúkových sekúnd.

Rovnako ako skutočné spektrum ortuťových pár, aj počítačová práca „generuje“ štyri najjasnejšie viditeľné čiary spektra: fialovú, zelenú a dve žlté čiary. Spektrá sú umiestnené zrkadlovo symetricky vzhľadom na centrálne (biele) maximum. Nižšie pod okulárom sú pre lepšiu orientáciu všetky čiary spektra ortuti zobrazené na tenkom čiernom pásiku. Okrem toho sa dve žlté čiary spájajú do jednej. Faktom je, že tieto čiary sa nachádzajú v blízkosti a majú podobné vlnové dĺžky - takzvaný dublet, ale na dobrej difrakčnej mriežke sú oddelené (rozlíšené), čo je viditeľné v okuláre. V tejto práci je jednou z úloh určiť rozlíšenie difrakčnej mriežky.

Takže podržaním kurzora nad "Measurements" a stlačením ľavého tlačidla myši môžete začať vykonávať merania. Okulárom môžete „otáčať“ v štyroch rôznych režimoch, doľava aj doprava, kým sa v zornom poli okuláru neobjaví farebná zvislá čiara. Čiernu vertikálnu zameriavaciu čiaru okuláru by ste mali nasmerovať na strednú časť farebného pásika, zatiaľ čo hodnoty difrakčného uhla sa zobrazujú na digitálnom displeji s presnosťou niekoľkých oblúkových sekúnd. Spektrálne čiary sa pohybujú od približne 60 do 150 stupňov. Zároveň presnosť číselných hodnôt uhlov a v dôsledku toho správnosť získaných výsledkov závisí od dôkladnosti experimentov. Experimentátor má možnosť zvoliť si postupnosť meraní sám.

Výsledky meraní sa musia zapísať do príslušných tabuliek správy a musia sa vykonať potrebné výpočty.

4.1 Stanovenie vlnovej dĺžky spektrálnych čiar ortuťových pár.

Merania sa uskutočňujú pre spektrálne čiary prvého rádu (m=1). Mriežková konštanta je d=833,3 nm, jej dĺžka (šírka) je 40 mm. Hodnotu sínusu uhla je možné určiť pomocou príslušných tabuliek alebo pomocou kalkulačky, treba však mať na pamäti, že oblúkové sekundy a minúty je potrebné previesť na desatinné miesta stupňov, t.j. 30 minút sa rovná 0,5 stupňu. , atď.

Výsledky meraní sa zapíšu do tabuľky 2 správy (pozri prílohu). Hodnota vlnovej dĺžky sa získa pomocou vzorca (2):

4.2. Výpočet charakteristík difrakčnej mriežky.

Maximálna hodnota objednávky m difrakčné spektrá pre akúkoľvek difrakčnú mriežku možno určiť v prípade normálneho dopadu svetla na mriežku pomocou nasledujúceho vzorca:

Význam m max je určená pre najdlhšiu vlnovú dĺžku - v tejto práci pre druhú žltú čiaru. Najvyšší rád spektier sa rovná celočíselnej časti (bez zaokrúhľovania!) pomeru.

Rozhodnutie R Difrakčná mriežka je charakteristická svojou schopnosťou oddeliť (rozlíšiť) spektrálne čiary, ktoré sa len málo líšia vlnovou dĺžkou. A-priorstvo

kde je vlnová dĺžka, pri ktorej sa meranie vykonáva;

Minimálny rozdiel vo vlnových dĺžkach dvoch spektrálnych čiar vnímaných oddelene v spektre.

Hodnota je zvyčajne určená Rayleighovým kritériom: dve spektrálne čiary a považujú sa za povolené, ak je maximum rádovo m jeden z nich (s väčšou vlnovou dĺžkou), určený podmienkou

,

sa zhoduje s prvým dodatočným minimom v spektre rovnakého rádu m pre ďalší riadok určený podmienkou:

.

Z týchto rovníc to vyplýva

,

a rozlíšenie mriežky sa rovná

(6)

Rozlíšenie roštu teda závisí od objednávky m spektra a z celkového počtu N zdvihy pracovnej časti mriežky, teda časti, ktorou prechádza skúmané žiarenie a od ktorej závisí výsledný difrakčný obrazec. Pomocou vzorca (5) sa zistí rozlišovacia schopnosť R difrakčná mriežka používaná pre spektrum prvého rádu (m=1).

Z (5) vyplýva, že dve spektrálne čiary sú rozlíšené difrakčnou mriežkou v spektre m- objednávka, ak:

. (7)

Pomocou nájdenej hodnoty R, vzorec (5) vypočíta (v nanometroch) lineárne rozlíšenie spektrálnych čiar v blízkosti čiar f, z, z spektra

(9)

kde je uhlová vzdialenosť medzi dvoma spektrálnymi čiarami, ktoré sa líšia vlnovou dĺžkou o .

Vzorec pre D sa získa diferenciačným vzťahom (2): ľavá strana difrakčným uhlom a pravá strana vlnovou dĺžkou:

,

(10)

Uhlová disperzia mriežky teda závisí od rádu m spektra, konštanty d mriežke a na difrakčnom uhle.

Pomocou vzorca (8) sa zistí uhlová disperzia použitej difrakčnej mriežky (v „/nm-oblúkových sekúnd na nanometer) pre difrakčné uhly zodpovedajúce všetkým nameraným vlnovým dĺžkam spektra.

Získané výsledky sú zaznamenané v tabuľke 2 správy (pozri prílohu).

5. Bezpečnostné otázky

1. Čo je to fenomén difrakcie svetla?

2. Formulujte Huygensov-Fresnelov princíp.

3. Aké je rozlíšenie difrakčnej mriežky a od čoho závisí?

4. Ako experimentálne určiť uhlovú disperziu D difrakčná mriežka?

5. Ako vyzerá difrakčný obrazec získaný z priehľadnej mriežky?

APLIKÁCIA

FORMULÁR HLÁSENIA

Titulná strana:

U G T U - U P I

Katedra fyziky

SPRÁVA

na laboratórne práce 29

Štúdium difrakčných mriežok. Určenie vlnovej dĺžky svetla pomocou difrakčnej mriežky

Študent________________________________

Skupina ________________________________

Dátum _________________________________

Učiteľ ………………………….

Na vnútorných stranách:

1. Výpočtové vzorce:

kde je vlnová dĺžka;

m – rád spektra (m=1).

2. Zdroj žiarenia – ortuťová výbojka.

3. Dráha lúčov

4. Výsledky meraní difrakčných uhlov a vlnových dĺžok

spektrálne čiary ortuťových pár. stôl 1

Spektrálna čiara

Maximálna objednávka m

5. Výpočet požadovaných množstiev.

Tabuľka 2 Charakteristiky difrakčnej mriežky

Obdobie d

Najvyššie

objednať m

Spectrov

Povoľný

Lineárne

Povolenie

Uhlová disperzia

D pre linky

ortuť, “/nm

6. Odhad chýb merania vlnovej dĺžky sa vypočíta pomocou vzorca:

Tabuľkové hodnoty vlnových dĺžok spektrálnych čiar ortuťových pár:

fialová – 436 nm,

zelená - 546 nm,

1 žltá – 577 nm,

2 žltá - 579 nm.

Laboratórne práce.

Predmet: Stanovenie vlnovej dĺžky svetla.

Cieľ práce: Experimentálne určte vlnovú dĺžku svetla.

Vybavenie: prístroj na určenie vlnovej dĺžky svetla, difrakčná mriežka a zdroj svetla.

Teoretická časť práce: Difrakčná mriežka je súbor veľkého počtu úzkych štrbín oddelených nepriehľadnými medzerami.

d = a + b – perióda difrakčnej mriežky

d ∙ sin = k ∙ λ, k = 0, 1, 2… - vzorec difrakčnej mriežky,

φ je uhol, pod ktorým je pozorované maximum svetla zodpovedajúcej farby.

V práci je použitá difrakčná mriežka s periódou 1/100 mm, 1/50 mm (peróda je uvedená na mriežke). Je to hlavná časť nastavenia merania znázorneného na obr. Mriežka 1 je inštalovaná v držiaku 2, ktorý je pripevnený ku koncu pravítka 3. Na pravítku je nainštalovaná čierna clona 4 s úzkou vertikálnou štrbinou 5 v strede, ktorá sa môže pohybovať po pravítku môžete zmeniť vzdialenosť medzi ním a difrakčnou mriežkou (na získanie najvyššej ostrosti). Na obrazovke a pravítku sú milimetrové stupnice. Ak sa pozriete cez mriežku a štrbinu na zdroj svetla, tak na čiernom pozadí obrazovky môžete na oboch stranách štrbiny pozorovať difrakčné spektrá 1., 2. atď. rádu (náhodné skreslenie v usporiadaní spektrá sa eliminujú otáčaním rámu s mriežkou).

Vlnová dĺžka je určená vzorcom: λ = (d ∙ sin)/ k.

Pomocou obr. 2 a vzorca difrakčnej mriežky dokážte, že vlnovú dĺžku svetla je možné určiť podľa vzorca: λ = (d ∙ b) / (k ∙ a), k je rád spektra.

Pri odvodzovaní tohto vzorca majte na pamäti, že vzhľadom na malé uhly (aspoň > 5), pri ktorých sú maximá pozorované, možno ich sin nahradiť tg.

Vzdialenosť A počítať pomocou pravítka z mriežky na obrazovku, b– pozdĺž škály obrazovky od štrbiny po zvolenú čiaru spektra. V tejto práci nie je odhadnutá chyba merania λ z dôvodu neistoty pri výbere strednej časti spektra danej farby.

Stiahnuť ▼:


Náhľad:

Laboratórne práce.

Predmet: Stanovenie vlnovej dĺžky svetla.

Cieľ práce: Experimentálne určte vlnovú dĺžku svetla.

Vybavenie: prístroj na určenie vlnovej dĺžky svetla, difrakčná mriežka a zdroj svetla.

Teoretická časť práce:Difrakčná mriežka je súbor veľkého počtu úzkych štrbín oddelených nepriehľadnými medzerami.

D = a + b – perióda difrakčnej mriežky

D∙sin = k ∙ λ, k = 0, 1, 2… - vzorec difrakčnej mriežky,

φ je uhol, pri ktorom je pozorované maximum svetla zodpovedajúcej farby.

V práci je použitá difrakčná mriežka s periódou 1/100 mm, 1/50 mm (peróda je uvedená na mriežke). Je to hlavná časť nastavenia merania znázorneného na obr. Mriežka 1 je inštalovaná v držiaku 2, ktorý je pripevnený ku koncu pravítka 3. Na pravítku je nainštalovaná čierna clona 4 s úzkou vertikálnou štrbinou 5 v strede, ktorá sa môže pohybovať po pravítku môžete zmeniť vzdialenosť medzi ním a difrakčnou mriežkou (na získanie najvyššej ostrosti). Na obrazovke a pravítku sú mierky mm. Ak sa pozriete cez mriežku a štrbinu na zdroj svetla, tak na čiernom pozadí obrazovky môžete na oboch stranách štrbiny pozorovať difrakčné spektrá 1., 2. atď. rádu (náhodné skreslenie v usporiadaní spektrá sa eliminujú otáčaním rámu s mriežkou).

Vlnová dĺžka je určená vzorcom: λ = (d ∙ sin)/k.

Pomocou obr. 2 a vzorca difrakčnej mriežky dokážte, že vlnovú dĺžku svetla je možné určiť podľa vzorca: λ = (d ∙ b) / (k ∙ a), k je rád spektra.

Pri odvodzovaní tohto vzorca majte na pamäti, že vzhľadom na malé uhly (aspoň > 5), pri ktorých sú maximá pozorované, možno ich sin nahradiť tg.

Vzdialenosť a počítať pomocou pravítka z mriežky na obrazovku, b – pozdĺž škály obrazovky od štrbiny po zvolenú čiaru spektra. V tejto práci nie je odhadnutá chyba merania λ z dôvodu neistoty pri výbere strednej časti spektra danej farby.

Praktická časť práce.

Úloha č.1.

  1. Zostavte meracie zariadenie, nainštalujte obrazovku vo vzdialenosti, v ktorej sú spektrá jasne viditeľné.
  2. Pohľad cez difrakčnú mriežku a štrbinu v obrazovke na zdroj svetla a pohybom obrazovky ju nastavte tak, aby difrakčné spektrá boli rovnobežné so stupnicou obrazovky.
  3. Bez pohybu zariadenia použite stupnicu na určenie polohy stredov farebných pásov v spektrách prvého

riadok. Výsledky zapíšte do tabuľky. Určte priemernú hodnotu výsledkov merania.

Výpočty:

  1. Porovnajte získané výsledky, získané výsledky s vlnovými dĺžkami týchto farieb na farebnej vložke alebo podľa navrhovanej tabuľky:
  1. Vyvodiť záver.

Úloha č.2. Pozorovanie difrakcie svetla na gramofónovej platni (78 ot./min., 33 ot./min.)

  1. Vezmite kúsok dosky do pravej ruky a položte ju na pravú stranu oka tak, aby drážky boli umiestnené vertikálne, to znamená rovnobežne s vláknom žiarovky, a svetlo zo žiarovky dopadá na povrch v rôznych uhloch. . Pozorovanie sa najlepšie vykonáva v tmavej miestnosti.
  2. Urobte záver o závislosti jasnosti a jasu výsledných spektier od počtu drážok a uhla dopadu lúčov.

Kontrolné otázky:

1) Prečo je pri osvetlení difrakčnej mriežky bielym svetlom vždy biely pás v strednej časti spektra získaného na obrazovke?

2) Difrakčné mriežky majú 50 a 100 čiar na 1 mm. Ktorý z nich poskytne širšie spektrum na obrazovke, ak sú ostatné veci rovnaké?

3) Ako sa mení obrazec difrakčného spektra, keď sa clona vzďaľuje od mriežky?

4) Aké ťažkosti sa vyskytujú pri vykonávaní difrakčných experimentov a ako ich možno prekonať?

5) Ako sa líši difrakčné spektrum od disperzného (prizmatického) spektra?

6) Prečo mikroskopom nevidíte atóm?

7) Aké sú príčiny chýb merania?

8) Prečo je červená časť spektra akéhokoľvek rádu umiestnená bližšie k stredu stredu stupnice?

9) Koľko rádov spektra je možné pozorovať pomocou tohto zariadenia?

10) Aké fyzikálne veličiny alebo charakteristiky možno určiť pomocou tohto zariadenia?

Ryža. 1. Zariadenie na určenie vlnovej dĺžky svetla.

1 – difrakčná mriežka; 4 – obrazovka;

2 – držiak; 3 – pravítko; 5 – vertikálna štrbina

Ryža. 2. Schéma experimentu na určenie vlnovej dĺžky.

Určenie vlnovej dĺžky svetla z hotových fotografií.

Zariadenie na získavanie fotografií pozostáva z laseru LGI-207B, štrbiny a obrazovky (umiestnenej vo vzdialenosti L = 1,2 m od štrbiny); na posledný je položený list fotopapiera. Expozičný čas pre centrálny difrakčný bod je 10–15 s, pre zvyšok obrázka – 3 minúty.

Boli získané 4 fotografie difrakčných obrazcov zodpovedajúcich rôznym šírkam štrbiny:

b1 = 0,33 mm (obr. 1), b2 = 0,20 mm (obr. 2), b3 = 0,15 mm (obr. 3), b4 = 0,10 mm (obr. 4).

Difrakčný obrazec pozorovaný na obrazovke je Fraunhofer, preto na určenie vlnovej dĺžky možno použiť podmienku difrakčného minima: b sin φ = k λ. Vzhľadom na malosť uhla platí podmienka sin φ ≈ tan φ = a /I, kde a – vzdialenosť od stredu maxima nultého rádu po minimum k-tého rádu. Potom vzorec na výpočet vlnovej dĺžky je:

Relatívna chyba ελ Vlnová dĺžka je v tomto prípade určená výrazom:

ε λ = .

Keďže chyba klesá s rastúcou šírkou b a vzdialenosťou A , potom sa na výpočet λ použije obr. 1. Pri k = 15 a A = 35 mm vlnová dĺžka A = 610 nm.

Potom pomocou získanej hodnoty λ a hodnôt šírky štrbiny b 2, b 3 a b 4, pozície je potrebné vypočítať a 2, a 3, a 4 Minimá 5. rádu. Porovnanie získaných hodnôt a ja s meraniami na obr. 2 - 4 je potrebné vyvodiť závery o platnosti podmienky difrakčného minima pre štrbinu a o zmene typu difrakčného obrazca v závislosti od šírky štrbiny.

Poradie práce.

1. Pomocou fotografie (obr. 1) určte polohu 15. difrakčného minima vzhľadom k stredu centrálneho maxima.

4. Pomocou fotografií (obr. 2 - 4) nájdite polohu týchto rovnakých miním a získané hodnoty porovnajte s výpočtami.

5. Vyvodiť závery.