Лабораторная 2. Определение световой волны с помощью дифракционной решётки

2. Установите экран на расстоянии L ~ 45—50 см от дифракционной решётки. Измерьте L не менее 5 раз, рассчитайте среднее значение <L>. Данные занесите в таблицу


5. Рассчитайте средние значения. Данные занесите в таблицу


6. Рассчитайте период d решётки, запишите его значение в таблицу


7. По измеренному расстоянию <l> от центра щели в экране до положения красного края спектра и расстоянию <L> от дифракционной решётки до экрана вычислите sin0кр, под которым наблюдается соответствующая полоса спектра


8. Вычислите длину волны, соответствующую красной границе воспринимаемого глазом спектра


9. Определите длину волны для фиолетового края спектра


10. Рассчитайте абсолютные погрешности измерений расстояний L и l

  • L = 0.0005 м + 0.0005 м = 0.001 м
  • l = 0.0005 м + 0.0005 м = 0.001 м

11. Рассчитайте абсолютную и относительную погрешности измерения длин волн


12. Ответы на контрольные вопросы

1. Объясните принцип действия дифракционной решётки.

Принцип действия такой же, как и призмы — отклонение проходящего света на определённый угол. Угол зависит от длины волны падающего света. Чем больше длина волны, тем больше угол. Представляет собой систему из одинаковых параллельных щелей в плоском непрозрачном экране.


2. Укажите порядок следования основных цветов в дифракционном спектре?

В дифракционном спектре: фиолетовый, синий, голубой, зелёный, жёлтый, оранжевый и красный.

3. Как изменится дифракционный спектр, если использовать решётку с периодом, в 2 раза большим, чем в вашем опыте? В 2 раза меньшим?

Спектр в общем случае есть частотное распределение. Пространственная частота — величина, обратная периоду. Отсюда очевидно, что увеличение периода вдвое приводит к сжатию спектра, а уменьшение спектра приведёт к растяжению спектра вдвое.

Выводы: дифракционная решётка позволяет очень точно измерить длину световой волны.