Лаб раб №1 определение длины световой волны с помощью дифракцион. Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

• Название: Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки
• Дата: 06.05.2022
• Размер: 88.5 Kb.
• Имя файла: Лаб раб №1 определение длины световой волны с помощью дифракцион.doc
• Тип: Лабораторная работа; #515603

Южно Уральский Государственный Университет

филиал в городе Златоусте

Кафедра ФИЗИКИ

Лабораторная работа №1

ТЕМА: Определение длины световой волны с помощью дифракционной решетки

Выполни

группа НЗВ -

Проверил


2009г.

Цель работы: ознакомиться с особенностями лазерного излучения, определить постоянную дифракционной решетки и длины световых волн основных цветов.

Оборудование: оптическая скамья с источником света, дифракционная решётка, лазер.

Основные формулы:

Длина волны, λ, м:
(1)
где: l₁ и l₂ –расстояние между внутренними и

внешними границами максимумов, м;

L – расстояние от дифракционной решетки до

щели, м;

d – показатель дифракционной решетки, м;

k – порядок интерференции.
Показатель дифракционной решетки, d, м:

(2)
где: l₁ и l₂ –расстояние между внутренними и

внешними границами максимумов, м;

L – расстояние от дифракционной решетки до

щели, м.

k – порядок интерференции.

λ – длина волны, м.
Погрешности приборов:

Линейка – 0.001 м;
Данные прибора:

d = 10^-5, м.

Таблица 1 результатов измерений спектров лазера

N п.п.	k	L, мм	l1 ,мм	l2 ,мм		λ, нм	d, м, х10-6
1	1	220	25	33	14.5	650	9,86
2	2	220	53	74	31.7	650	8,94
3	1	260	29	39	17	650	9,94
4	2	260	65	75	35	650	9,66

Таблица 2 обработки результатов

№ п.п.	d, м x 10-6	< d >- d
		+	-
1	9.86	-	0.26
2	8.94	0.66	-
3	9.94	-	0.34
4	9.66	-	0.06
= 9.60·10-6 м		0.66	0.66
Δ d =(0.66+0.66)/2 = 0.66
d = (9.60 ± 0.66)·10-6 м
ε = (0.66·10-6/9.60·10-6)·100% = 6.9%

Таблица 3 результатов измерений проекционного фонаря

N п.п.	Цвет	k	L, м	l1, м	l2,м	, м	λ, нм
1	красный	1	260	35	38	13,2	507
	зелёный			29	33	15,5	596
	фиол.			24	28	13	500
2	красный	1	300	40	45	21,2	707
	зелёный			35	38	13,2	440
	фиол.			28	35	15,7	523
3	красный	1	340	45	50	23,7	697
	зелёный			38	43	20,2	594
	фиол.			31	38	17,2	506
4	красный	1	380	50	57	26,7	703
	зелёный			43	47	22,5	592
	фиол.			35	43	19,5	513

Таблица 4 обработки результатов красного спектра

№ п.п.	λ, нм	< λ >- λ
		+	-
1	507	146.5	-
2	707	-	53.5
3	697	-	43.5
4	703	-	49.5
< λ > = 653.5 нм		146.5	146.5
Δ λ =(146.5+146.5)/2 = 146.5
λ = (653.5 ± 146.5)нм
ε = (146.5/653.5)·100% = 22.0%

Таблица 5 обработки результатов зеленого спектра

№ п.п.	λ, нм	< λ >- λ
		+	-
1	596	-	40.5
2	440	115.5	-
3	594	-	38.5
4	592	-	36.5
< λ > = 555.5 нм		115.5	115.5
Δ λ =(115.5+115.5)/2 = 115.5
λ = (555.5 ± 115.5)нм
ε = (115.5/555.5)·100% = 21.0%

Таблица 6 обработки результатов фиолетового спектра

№ п.п.	λ, нм	< λ >- λ
		+	-
1	500	10.5	-
2	523	-	12.5
3	506	4.5	-
4	513	-	2.5
< λ > = 510.5 нм		15	15
Δ λ =(15+15)/2 = 15
λ = (510.5 ± 15)нм
ε = (15/510.5)·100% = 2.93%

Примеры вычислений:

Показатель дифракционной решетки, d, м:
[м]
Длина волны, λ, м:

[м]


Вывод:

В данной работе на лазерной установке я определил показатель дифракционной решетки с погрешностью 6.90%.

Также определил длины волн красного, зеленого и фиолетового спектров, с погрешностью λ_кр = 22%, λ_зел = 21% и λ_фиол = 2.93%, используя дифракционную решетку.

Наблюдаемый спектр непрерывен по обе стороны от центрального максимума, максимумы имеют столь существенную ширину, потому что из формулы дифракционной решетки очевидно, что угол дифракции зависит от соразмерности d и λ. Если постоянная решетки сравнима с длиной волны, то дифракция наблюдается и максимумы имеют существенную ширин