ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
77
спектрами, а число n - порядком спектра . Максимум нулевого
порядка остается белым, так как, согласно формуле (6), при n = 0 угол
дифракции ϕ = 0 для всех длин волн λ .
Выполнение работы
Перепишем условие образования максимумов (6)
d
n
λ
ϕ =sin
. (7)
Видно , что синусы углов в спектре данного порядка прямо
пропорциональны длинам волн. Таким образом , длина волны
монохроматического света может быть определена с помощью
дифракционной решетки .
Дифракционная решетка представляет собой стеклянную пластинку ,
на которой остро отточенным алмазным острием нанесен ряд
параллельных штрихов с промежутками между ними. Лучшие
дифракционные решетки имеют число штрихов М до 2000 на 1 мм, что
соответствует периоду d = 1/m = 0,0005 мм = 0,5 мкм . Через промежутки
между штрихами свет проходит, сами же штрихи, т.е. места , где стекло
повреждено , являются непрозрачными для световых лучей .
Для определения длины волн монохроматического света
используются гониометры -
приборы , с помощью которых
можно измерять угловые
величины . Схема гониометра с
дифракционной решеткой
приведена на рис.4
Гониометр состоит из
массивного диска М , на краю
которого нанесены деления в
градусах. В центре диска имеется столик, на котором устанавливается
дифракционная решетка Д . Одна из труб К называется коллиматором . Ее
назначение - создать узкий параллельный пучок света . С одной стороны
коллиматор имеет щель , ширину которой можно регулировать. Вторая
труба T представляет зрительную трубу с крестом нитей . Эта труба,
соединенная с круговыми нониусами N
1
и N
2
, может вращаться вокруг оси
диска . Сначала зрительная труба устанавливается так, чтобы в ней было
видно совмещенное с крестом нитей изображение щели . Затем на столик
гониометра помещают дифракционною решетку перпендикулярно к пучку
световых лучей , идущему через коллиматор. При этом в зрительной трубе
на месте изображения щели будет виден дифракционный максимум
нулевого порядка .
По одному из нониусов определяют положение нулевого максимума
ϕ. Поворачивая зрительную трубу , например, вправо, находят
дифракционный максимум первого порядка и показание гониометра
заносят в табл.1. Угол поворота ϕ
1
находится как разность показаний
гониометра в двух положениях - нулевого и первого (по абсолютной
величине ). Такой же дифракционный максимум обнаруживаем и при
К Д М
Т
φ
N
1
N
2
*
S
Рис.4
77
спектра ми, а число n - порядком спектра. М а ксиму м ну левого
порядка оста ется белы м, так ка к, согла сно ф орму ле (6), при n = 0 у гол
диф ра кции ϕ = 0 для всех длинволнλ.
Вы полнение ра боты
λ
П ерепиш ем у словие обра з ова ния ма ксиму мов (6) sin ϕ = n . (7)
d
В идно, что сину сы у глов в спектре да нного порядка прямо
пропорциона льны длина м волн. Т а ким обра з ом, длина волны
монох роматического света может бы ть определена с помощ ью
диф ра кционной реш етки.
Д иф ракционна я реш етка предста вляет собой стеклянну ю пла стинку ,
на которой остро отточенны м а лма з ны м острием на несен ряд
па ра ллельны х ш трих ов с промежу тка ми между ними. Л у чш ие
диф ра кционны е реш етки имею т число ш трих ов М до 2000 на 1 мм, что
соответству ет периоду d = 1/m = 0,0005 мм = 0,5 мкм. Черезпромежу тки
между ш трих а ми свет прох одит, са ми же ш трих и, т.е. места , где стекло
повреждено, являю тся непроз ра чны ми для световы х лу чей .
Д ля определения длины волн монох роматического света
использ у ю тся гониометры -
приборы , с помощ ью которы х N2
можно из мерять у гловы е S К Д М
величины . С х ема гониометра с
реш еткой *
φ
диф ра кционной Т
приведена на рис.4
Г ониометр состоит из N1
ма ссивного диска М , на краю
Рис.4
которого на несены деления в
гра ду сах . В центре диска имеется столик, на котором у ста навлива ется
диф ра кционна я реш етка Д . О дна изтру б К на з ы вается коллима тором. Е е
на зна чение - соз да ть у з кий па ра ллельны й пу чок света . С одной стороны
коллима тор имеет щ ель, ш ирину которой можно регу лирова ть. В тора я
тру ба T предста вляет з рительну ю тру бу с крестом нитей . Э та тру ба ,
соединенна я с кру говы ми нониу са ми N1 и N2 , можетвра щ а ться вокру госи
диска . С на ча ла зрительна я тру ба у ста на влива ется та к, чтобы в ней бы ло
видно совмещ енное с крестом нитей из обра жение щ ели. За тем на столик
гониометра помещ а ю т диф ра кционною реш етку перпендику лярно к пу чку
световы х лу чей , иду щ ему черезколлима тор. П ри этом в з рительной тру бе
на месте из обра жения щ ели бу дет виден диф ра кционны й ма ксиму м
ну левого порядка .
П о одному изнониу сов определяю т положение ну левого ма ксиму ма
ϕ. П овора чива я з рительну ю тру бу , на пример, впра во, на х одят
диф ра кционны й ма ксиму м первого порядка и пока з а ние гониометра
за носят в та бл.1. У гол поворота ϕ1 на х одится как ра з ность пока з а ний
гониометра в дву х положениях - ну левого и первого (по а бсолю тной
величине). Т а кой же диф ра кционны й ма ксиму м обнару жива ем и при
