Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ РАДИОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Студент: Костылев С.А. группа: Р-32 .
Работа № 505.
ДИФРАКЦИЯ ПЛОСКИХ ВОЛН НА ЩЕЛИ И НИТИ.
ОДНОМЕРНАЯ ДИФРАКЦИОННАЯ РЕШЕТКА.
Таганрог 2000
Дифракция света.
Изучить дифракцию от щели, нити и одномерной дифракционной решетки. Определить длину волны излучения и постоянную периода дифракционной решетки.
1. Измерительная линейка.
4. Схема прохождения лучей:
5. Краткое описание метода:
Дифракцией называется совокупность явлений, наблюдаемых при распростра нении света в среде с резкими неоднородностями и связанных с отклонением от законов геометрической оптики. Дифракция в частности приводит к огибанию световыми волнами препятствий и проникновению света в область геометрической тени.
При расчете дифракции от узкой длинной щели, на которую направлен пучок параллельных лучей, получаем интенсивность света в заданной точке экрана.
(3.5)
, где - угол дифракции, I0 - интенсивность в направлении = 0, , где b - ширина щели, - длина волны.
Интенсивность обращается в нуль когда sin(), то есть когда = k, (k = 1, 2, 3, ...) или , откуда получаем условие минимумов интенсивности на щели
(3.6)
Для дифракции плоских волн на дифракционной решетке в настоящей работе используется условие главных дифракционных максимумов
= d sin() = k
, где k = 0, 1, 2,... - порядок максимума, d - период дифракционной решетки, - угол дифракции, - разность хода лучей от двух соседних щелей решетки.
Показатель угла дифракции рассчитывается по изображению на экране
(505.1)
, где L - расстояние от щели, нити или дифракционной решетки до экрана; lk - расстояние от центрального до k-го максимума.
Следовательно формула для определения длины волны излучения лазера имеет вид
Имея значение длины волны излучения лазера определим период неизвестной дифракционной решетки по формуле
Учитывая, что максимум излучения для щели наступает при условии
то формула для расчета ширины щели (или нити) примет вид:
6. Расчет погрешности измерений:
(при расчете погрешности для ширины щели (толщины нити) величину длины волны взять среднюю справочную величину для данного цвета излучения лазера, а погрешностью считать отклонение границ света от средней величины)
6.1 Расчет погрешности для щели : L = 0.005 , lk = 0.0005 (м)
6.2 Расчет погрешности для длины волны излучения лазера: d = const
6.3 Расчет погрешности постоянной дифракционной решетки: = const
7. Результаты измерений:
7.1 Расчет ширины щели:
Место зарисовки
дифракционной картины:
|
x 10-6 м |
L м |
l1 x 10-3 м |
l2 x 10-3 м |
l3 x 10-3 м |
b1 x 10-3 м |
b2 x 10-3 м |
b3 x 10-3 м |
bcp x 10-3 м |
|
0.751 |
0.36 |
5 |
9 |
12.5 |
0.0811 |
0.0751 |
0.0757 |
0.0773 |
Итоговая запись: b = 7.7 10-5 6 10-6 м
7.2 Расчет толщины нити:
Место зарисовки
дифракционной картины:
|
x 10-6 м |
L м |
l1 x 10-3 м |
l2 x 10-3 м |
l3 x 10-3 м |
b1 x 10-3 м |
b2 x 10-3 м |
b3 x 10-3 м |
bcp x 10-3 м |
|
0.751 |
0.36 |
4 |
8 |
11.5 |
0.1014 |
0.08448 |
0.08228 |
0.08938 |
Итоговая запись: b = 8.9 10-5 8 10-6 м
7.3 Расчет длины волны излучения лазера:
Место зарисовки
дифракционной картины:
|
d x 10-6 |
L м |
l1 x 10-3 м |
l2 x 10-3 м |
l3 x 10-3 м |
1 x 10-6 м |
2 x 10-6 м |
3 x 10-6 м |
cp. x 10-6 м |
|
10 |
0.145 |
10.5 |
22 |
33.5 |
0.7241 |
0.7586 |
0.7701 |
0.751 |
Итоговая запись: = 7.5 10-7 3 10-8 м
7.4 Расчет постоянной одномерной решетки:
Место зарисовки
дифракционной картины:
|
x 10-6 м |
L м |
l1 x 10-3 м |
l2 x 10-3 м |
l3 x 10-3 м |
d1 x 10-3 |
d2 x 10-3 |
d3 x 10-3 |
dcp x 10-3 |
|
0.751 |
0.145 |
11 |
21.5 |
32.5 |
0.0099 |
0.01013 |
0.01005 |
0.01003 |
Итоговая запись: d = 1 10-5 6 10-7