Лабораторна робота № 5.3. Дослідження поляризованого світла

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 48 из 59Следующая ⇒

Частина 1

Якщо кути дифракції малі (рис. 5.2.3), то , тобто:

.                               (5.2.3)

З виразів (5.2.2) та (5.2.3) випливає, що довжина хвилі:

,                              (5.2.4)

де – відстань від центрального максимуму до дифракційного мак-симуму -го порядку; – відстань від ґрат до екрана.

L

ДР

φ₁

φ₃

φ₂

l₃

l₂

m=+3

m=-3

m=-2

Рис.5.2.3

Е

m=+1

m=0

m=-1

m=+2

ОКГ

l₁

Порядок виконання роботи

1. Отримати у лаборанта набір дифракційних грат та згідно з інструкцією ввімкнути лазер.

2. Визначити кількість штрихів N на одиницю довжини для кожних дифракційних ґрат та розрахувати сталу  дифракційних ґрат за
формулою (5.2.1).

3. Встановити на шляху лазерного променя дифракційні ґрати з відомою кількістю штрихів .

4. Спостерігаючи на екрані картину дифракції, виміряти відстані , ,  від центрального максимуму ( = 0) до максимумів першого, другого і третього порядку ( = 1, 2, 3).

5. Виконати операції пп. 2−3 для всіх дифракційних ґрат.

6. Визначити відстань від гратки до екрана .

7. Обчислити довжину світлової хвилі за формулою (5.2.4) для кожного вимірювання .

8. Обчислити середнє значення довжини хвилі .

9. Дані записати в табл. 5.2.1.

Таблиця 5.1.1

Тип гратки

Відстань до максимумів

, м

, м

, мкм

, м

_, м

, м

, м

Частина 2

В основу другої частини лабораторної роботи покладене явище дифракції, яке виникає внаслідок внесення в паралельний пучок лазерних променів тонкої перешкоди (наприклад, волосини людини) завтовшки . Хід променів у цьому випадку показаний на рис. 5.2.3.

Випромінювання лазера проходить крізь волосину В й утворює на екрані Е картину дифракції. Формула (5.2.2) для випадку дифракції на одній перешкоді завширшки  (товщина волосини) матиме вигляд:

.                  (5.2.5)

З виразів (5.2.2) і (5.2.3) випливає, що

,                         (5.2.6)

де – відстань від центрального максимуму до дифракційного максимуму -го порядку.

Записавши вираз (5.2.6) для двох сусідніх максимумів та віднявши одне рівняння від іншого, отримуємо формулу для обчислення товщини волосини:

,                                (5.2.7)

де  – довжина хвилі випромінювання лазера, значення якої беруть із результатів обчислень, проведених у першій частині роботи;  – відстань від волосини до екрана;  – відстань між двома сусідніми максимумами або мінімумами дифракційної картини .

Порядок виконання роботи

1. Волосину закріпити перпендикулярно до пучка променів лазера.

2. Три рази виміряти на екрані величину  між сусідніми максимумами різних порядків m. Для кожного виміру  обчислити значення  за формулою (5.2.7) і знайти середнє значення  в мікрометрах.

3. Дані записати в табл. 5.2.2.

Таблиця 5.2.2

Відстань між максимумами

, м

, м

_,мкм

, м

, м

, м

Контрольні запитання

1. Що таке дифракція? Сформулюйте принцип Гюйгенса – Френеля.

2. Що таке когерентність, почасова та просторова когерентність?

3. Які хвилі називають монохроматичними?

4. Чим відрізняється дифракція Фраунгофера від дифракції Френеля?

5. Що таке дифракційні ґрати? Назвіть характеристики дифракційних ґрат.

6. Що таке геометрична й оптична різниця ходу променів? Побудуйте хід променів за дифракції Фраунгофера і покажіть різницю ходу променів.

7. Запишіть умови дифракційних максимумів та мінімумів. Поясніть виникнення дифракційного спектра в білому світлі.

Мета роботи: вивчити явище поляризації світла і методи одержання поляризованих променів, перевірити закон Малюса, встановити ступінь поляризованості лазерного випромінювання.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте