ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

ЗАДАНИЕ III. Определение длины световой волны при дифракции на круглом отверстии

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10

ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ ФРАУНГОФЕРА С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:



Приборы и оборудование:

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

Теоретическое обоснование работы

Описание лабораторной установки

Экспериментальная установка приведена на рисунке. В качестве источника света используется гелий-неоновый лазер 1. Препятствия, с помощью которых изучается дифракция света, закреплены на обойме в виде вращающегося диска 2. Вращая поворотный барабан 3, на пути лазерного луча поочередно можно помещать препятствия (нить, щель, круглое отверстие и дифракционную решетку). Дифракционная картина в виде чередующихся темных и светлых полос наблюдается на экране 4.

Рис.Схема установки: 1 –гелий-неоновый лазер; 2 – обойма с препятствиями; 3 –поворотный барабан; 4 –экран

Порядок выполнения работы

ПРЯМОЕ ПОПАДАНИЕ ЛУЧА ЛАЗЕРА В ГЛАЗ ОПАСНО ДЛЯ ЗРЕНИЯ ! Включение лазера производится только преподавателем или инженером!

ЗАДАНИЕ I. Определение длины световой волны при дифракции на щели.

Вращением поворотного барабана установить на пути лазерного пучка узкую щель и добиться четкого изображения дифракционной картины на экране. Полученное изображение перенести на лист бумаги, отметив на листе середины темных полос. Определить угловые положения середин всех видимых на экране темных полос. Для этого измеряют расстояние x_m от центра дифракционной картины до середины m-ой темной полосы. Расстояние x_m определяется как половина расстояния от середины левой m-ной полосы до середины соответствующей m-ной правой полосы. Индекс m указывает на номер дифракционного минимума (темной полосы) и отсчитывается от центра дифракционной картины. Далее измеряют расстояние L от щели до экрана. Тогда угловые положения темных полос φ_m можно определить по формуле: sin φ_m ≈ tg φ_m= x_m / L (при этом учитывается приближенное равенство для малых углов). По формуле вычислить длину волны λ(ширина щели b=0,10 мм). Определить среднее значение длины волны. Рассчитать погрешность измерений.

Таблица 1

L, мм	b, мм	m	x _m , мм	λ , мкм	λ_ср , мкм	Δх , мм	ΔL , мм	Δλ , мкм	e _λ , %
	0,10

ЗАДАНИЕ II. Определение длины световой волны при дифракции света на нити

Установить на пути лазерного излучения нить. Так же, как и в случае дифракции на щели, измерить положения середин темных полос x_m и расстояние от нити до экрана L. По формуле вычислить длину волны. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу 2, где обозначения величин такие же, как и обозначения в таблице 1, только b=0,14 мм –толщина нити. Сравнить результаты вычислений длины волны λ со случаем дифракции света на щели. Рассчитать погрешность измерений.

Таблица 2

L , мм	b , мм	m
	0,14	x_m , мм
λ , мкм
Δх= мм, ΔL= мм, λ_ср = мкм, Δλ = мкм, e _λ = %

ЗАДАНИЕ III. Определение длины световой волны при дифракции на круглом отверстии

Установить на пути лазерного излучения диафрагму с точечным отверстием диаметра D=0,31 мм. Добиться максимально контрастного изображения дифракционной картины в виде чередующихся светлых и темных концентрических колец радиусами r_m . Определить радиусы темных колец (при измерениях в качестве радиуса брать половину соответствующего диаметра). Для повышения точности каждый радиус (т.е. соответствующий ему диаметр) измерить 4 раза в разных направлениях и рассчитать среднее арифметическое значение радиуса. Учитывая, что , длину волны рассчитать по формуле . Рассчитать погрешность измерений.

Таблица 3

D , мм	L , мм	m	r_m , мм	r_m _ср , мм	λ _m , мкм

0,31




Δr= мм, ΔL= мм, λ_ср = мкм, Δλ = мкм, e _λ = %