Прибор для измерения длины световой волны с набором дифракционных решеток

1. Назначение

 Прибор предназначен для проведения лабораторной работы "Определения длины световой волны при помощи дифракционной решетки"

2.Устройство прибора.

Прибор состоит из пластмассовой скамьи с пазом, в котором свободно перемещается держатель дифракционной решетки. На одном торце скамьи жестко закреплен полупроводниковый лазер (лазерная указка), на другом - подвижный экран. На скамью и экран нанесены миллиметровые и оцифрованные деления.

3.Указания по проведению работы.

Перед началом лабораторной работы установить на скамью экран так, чтобы при включении лазера кнопкой красная точка совпала с нулевым делением шкалы.

Измерение длины световой волны.

Теория вопроса. Для измерения длины световой волны используется условие возникновения максимумов света в спектре дифракционной решетки:

d sinφ = k λ , где

d - период решетки, т.е.общая ширина прозрачного и непрозрачного промежутка,
φ - угол, под которым наблюдается максимум,
k - порядок (номер) спектра по отношению к центральной полосе,
λ - длина волны монохроматического света.
 

Решив уравнение относительно λ, получают расчетную формулу:

λ = d sinφ/k

Порядок проведения работы. Лазерное излучение, как и любая световая волна, попадая на отверстие размером порядка длины световой волны, испытывает дифракцию. 
Установите в держатель рамку с дифракционной решеткой 600 штрих/мм вблизи лазера и включите его. На экране образуется картина максимумов и минимумов, идущих от разных щелей решетки в одном направлении. Эта картина представляет серию ярких красных точек, симметрично расходящихся от центрального пятна - так называемого нулевого максимума.
После наблюдения качественной картины серии максимумов переместите движок с решеткой по пазу скамьи так, чтобы первый или второй максимум точно совпадал с миллиметровым делением шкалы a экрана, например, 10 мм. Определите расстояние b по линейке на скамье от экрана до кромки рамки с решеткой. Запишите снятые показания. Так как отношение расстояния между нулевым и первым максимумами к расстоянию от решетки до экрана достаточно мало, можно считать, что tgφ = sinφ, тогда:

λ = a d/ b k (1)

Рассчитайте длину волны света лазера, сопоставьте ее с данными таблицы 1 и вынесите суждение о соответствии ее цвету дифракционного пятна.

                                           ТАБЛИЦА 1

Повторите опыт с другой дифракционной решеткой по измерению длины световой волны и, путем сравнительного анализа, установите - при какой дифракционной решетке длина световой волны определяется наиболее точно.

4.Правила эксплуатации и хранения.

Во избежание повреждения глаз категорически запрещается направлять луч лазера на лицо другого человека.
Гальванические элементы в лазере необходимо менять периодически на аналогичные.
Хранить прибор в сухом отапливаемом помещении.