ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3
Цель работы: определение постоянной дифракцион-
ной решетки.
Приборы и принадлежности: гониометр, дифракци-
онная решетка и источник света.
1. Краткая теория
Явление дифракции света заключается в отклонении
световых волн от прямолинейного пути. Это явление наблю-
дается, например, когда световой пучок падает на отверстие
или препятствие, размеры, которых сравнимы с длиной вол-
ны. Тогда в области геометрической тени возникает интерфе-
ренционная картина, Рассмотрим явление дифракции, когда
свет проходит через узкую щель.
Пусть на щель AA
1
от источника S падает параллель-
ный пучок монохроматических лучей (рис. 1).
Волновые поверхности этого пучка перпендикулярны
к его оси. Щель вырезает часть волновой поверхности парал-
лельного пучка.
По принципу Гюйгенса каждая точка волновой по-
верхности (например, поверхность AA
1
) рассматривается как
источник вторичных волн. Огибающая вторичных волн (на-
пример, c
1
a c
2
c), проведенная для некоторого момента вре-
мени, является волновой поверхностью для того же момента
времени. За щелью свет распространяется во все стороны и
наблюдается огибание светом препятствия или проникнове-
ние света в область геометрической тени, т. е. явление ди-
фракции света.
4
Характер распределения интенсивности света на экра-
не E обусловлен интерференцией вторичных волн.
Рассмотрим интерференционную картину, наблюдае-
мую в фокальной плоскости E линзы L
1
. Вторичные волны
(лучи), идущие под произвольным углом φ к направлению
первичного пучка света, пройдя линзу L
1
, соберутся в точке
Р
φ
фокальной плоскости, независимо от того, из какого места
щели они вышли, и будут интерферировать.
Будет ли в точке Р
φ
наблюдаться максимум или мини-
мум интенсивности – зависит от разности хода A
1
c
2
интер-
ферирующих лучей. Разность хода возникает благодаря раз-
ным путям, проходимым лучами от плоскости щели AA
1
до
плоскости Ac
2
, поскольку оптические длины всех лучей на-
правления φ на участке от плоскости Ac
2
одинаковы.
Для лучей, вышедших под углом φ из крайних точек
щели A и A
1
, разность хода равна:
(1)
где D - ширина щели.
Рис. 1.
Рис. 2.
Цель работы: определение постоянной дифракцион-
ной решетки.
Приборы и принадлежности: гониометр, дифракци-
онная решетка и источник света.
1. Краткая теория
Явление дифракции света заключается в отклонении
световых волн от прямолинейного пути. Это явление наблю-
дается, например, когда световой пучок падает на отверстие
или препятствие, размеры, которых сравнимы с длиной вол-
ны. Тогда в области геометрической тени возникает интерфе- Рис. 2.
ренционная картина, Рассмотрим явление дифракции, когда
свет проходит через узкую щель.
Пусть на щель AA1 от источника S падает параллель- Рис. 1.
ный пучок монохроматических лучей (рис. 1).
Характер распределения интенсивности света на экра-
Волновые поверхности этого пучка перпендикулярны
не E обусловлен интерференцией вторичных волн.
к его оси. Щель вырезает часть волновой поверхности парал-
Рассмотрим интерференционную картину, наблюдае-
лельного пучка.
мую в фокальной плоскости E линзы L1. Вторичные волны
По принципу Гюйгенса каждая точка волновой по-
(лучи), идущие под произвольным углом φ к направлению
верхности (например, поверхность AA1) рассматривается как
первичного пучка света, пройдя линзу L1, соберутся в точке
источник вторичных волн. Огибающая вторичных волн (на-
Рφ фокальной плоскости, независимо от того, из какого места
пример, c1 a c2 c), проведенная для некоторого момента вре-
щели они вышли, и будут интерферировать.
мени, является волновой поверхностью для того же момента
Будет ли в точке Рφ наблюдаться максимум или мини-
времени. За щелью свет распространяется во все стороны и
мум интенсивности – зависит от разности хода A1 c2 интер-
наблюдается огибание светом препятствия или проникнове-
ферирующих лучей. Разность хода возникает благодаря раз-
ние света в область геометрической тени, т. е. явление ди-
ным путям, проходимым лучами от плоскости щели AA1 до
фракции света.
плоскости Ac2, поскольку оптические длины всех лучей на-
правления φ на участке от плоскости Ac2 одинаковы.
Для лучей, вышедших под углом φ из крайних точек
щели A и A1, разность хода равна:
(1)
где D - ширина щели.
3 4
