Лаба 1. Отчет По лабораторной работе 1 По дисциплине Физика Тема Измерение ширины щели и диаметра проволоки с помощью дифракции
 Скачать 32.52 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАЯ «МОСКОВСОКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ» (национальный исследовательский университет) Филиал «Восход» Кафедра ВСиТ «УТВЕРЖДАЮ» Преподаватель _________Набатов Н.Н. «___»_______ 2022г. Отчет По лабораторной работе № 1 По дисциплине: Физика Тема: «Измерение ширины щели и диаметра проволоки с помощью дифракции» Студентов гр. ДЛ 2-49 _______Искендирова Д.Е ____________Конырова Г. _______ Гайратбекова А.Р ________ Рахимбекова А.Т _______Амангелдиева Н.Е «____» ____________ 2022 г. Байконур 2022 1 Теоретическая часть Явление дифракции, так же как и явление интерференции, характерно для волнового процесса. Под « дифракцией » подразумевается огибание волной различных препятствий, встречающихся на ее пути, иными словами, отклонение волн от прямолинейного распространения. Типичная картина дифракции, возникающая при освещении параллельным пучком света длинной узкой щели ( « щель длины » ). В этом случае в качестве зон Френеля следует выбирать полосы, параллельные краям щели. Размеры такой полосы зависят от угла, под которым ведется наблюдение света, проходящего через такую щель. На рис.1 изображена схема такого наблюдения. Линза L1 превращает расходящийся световой пучок, выходящий из источника S, в параллельный, который и проходит через щель шириной а, сделанную в непроницаемом для света экране АА; за экраном помещается вторая линза L2, которая собирает лучи, выходящие из щели а. В фокальной плоскости этой линзы происходит наложение всех вторичных волн, здесь и будет наблюдаться дифракционная картина, так как в этой плоскости будут собираться все параллельные лучи. Рассмотрим лучи, идущие под углом к направлению падающего света. Обозначим разность хода между крайними лучами через b. Разобьем ширину щели а на такие плоскости, что разность хода от краев этих полосок будет равна . Всего в нашей щели уместится b зон. Поскольку разность хода b = аsin (1) и зависит от угла , число зон Френеля, которые уложатся на ширине щели, будет также зависеть от угла . От числа же зон Френеля будет зависеть результат наложения всех вторичных волн. Если на ширине щели уложится четное число зон, то при наложении все вторичные волны погасят друг друга. В соответствующих направлениях, следовательно, интенсивность света окажется равной нулю. Такие направления определяются соотношением : b = аsin= 2 (2) С другой стороны, в некоторых направлениях ( угол 1 ) интенсивность света будет иметь относительно большое значение. Это те направления, для которых на ширине щели а уложится нечетное число зон Френеля. Действие всей щели в этом случае сводится к действию одной зоны Френеля. Распределение интенсивности по углу изображено на рис.2 Дифракционной решеткой называют всякую периодическую ( или близкую к периодической ) структуру, влияющую на распространение волн той или иной природы. Простейшая оптическая дифракционная решетка представляет собой стеклянную пластинку, на которой с помощью делительной машины нанесен ряд параллельных штрихов. Места, прочерченные делительной машиной, рассеивают свет так, что в направлении наблюдения попадает лишь его ничтожная часть. Штрихи являются, т.о., практически непрозрачными промежутками между неповрежденными частями пластинки - щелями. В простейшем случае нормального падения света на прозрачную дифракционную решетку с шириной прозрачных участков а и непрозрачных b направления на главные дифракционные максимумы определяются равенством : ( а + b ) sin ( 3 ) 2 Практическая часть Упражнение 1. Определение длины волны лазерного излучения с помощью дифракционной решетки. Результаты измерения длины волны приведены в таблице 1. Таблица 1 - Результаты определения длины волны лазерного излучения.
Расчеты к первой таблице: λ = d sinφ / n ℓ    dср.=10-5м l ср.=0.38м τср.=0,04м λср.=676нм Абсолютная погрешность для  3,6 нмОтносительная погрешность для  График зависимости λ(длина волны) от ℓ (расстояние) представлен в рисунке 1. Упражнение 2. Измерение ширины щели. Результаты измерения ширины щели приведены в таблице 2. Таблица 2 – Результаты измерения ширины щели
Расчеты ко второй таблице: b sinφ = mλ    ср.=676нм 1ср.=0.4м τср.=0.48м bср.=55 м Абсолютная погрешность для  мОтносительная погрешность для  График зависимости b(ширина щели) от λ(длина волны) представлен в рисунке 2. Упражнение 3. Измерение диаметра проволоки. Результаты измерения диаметра проволоки приведены в таблице 3. Таблица 3 – Результаты измерения диаметра проволоки.
Расчеты к третьей таблице: d = sinλℓ / τ    ср.=676 нм 1ср.=0,4м τср.=0,47м d*10-5ср.=0,003 м Абсолютная погрешность для  мОтносительная погрешность для  График зависимости d(диаметр проволоки) от λ(длина волны) представлен в рисунке 2. Вывод В данной лабораторной работе получена дифракционная картина и измерен диаметр проволоки и ширина щели с помощью дифракции. Для изучения использованы приборы и принадлежности: экран, источник света (лазер), дифракционная решетка, щель, держатель с проволокой. Список литературы 1. Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в атомную физику – М.: Наука, 1969. 2. Шпольский Э.В. Атомная физика, том первый – М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1963. 3. Савельев И.В. Курс общей физики, том 3. - М: Наука, 1987. 4. Гольдин Л.Л. Руководство к лабораторным занятиям по физике.- М: Наука, 1973. |
м