ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

На оптической скамье установлены лазер, вертикальная щель и экран (рис.1). В работе используется гелий-неоновый лазер ЛГ - 53. Щель имеет фиксированную ширину b. Экран и щель располагаются перпендикулярно лучу лазера.

На экране наблюдается дифракционная картина в виде светлых и темных вертикальных полос, которые являются дифракционными максимумами и минимумами различных порядков.

Рис.1

Они расположены по обе стороны от центрального максимума нулевого порядка

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. С помощью лаборанта включить лазер. Убедившись, что лазерный луч попадает на щель, незначительными смещениями щели вдоль оптической скамьи (5 - 10 см) получить на экране четкую дифракционную картину.

2. Приложить к экрану лист белой бумаги и отметить на нем темные полосы дифракционной картины.

3. Снять бумагу с экрана и линейкой измерить расстояние между полосами одного порядка, расположенными справа и слева от нулевого максимума l_kk.

Разделить это расстояние пополам, т.е. получить величину lk. - расстояние от нулевого максимума до минимума данного k -того порядка (рис.2.)
Рис.2

4. Измерить 3 раза расстояние L от щели до экрана.

5. Рассчитать значения tgj _k = l_k. / L. Для малых углов с достаточно большой степенью точности значения синуса совпадает со значением тангенса, поэтому можно считать, что sinj _k = l_k. / L.

6. Построить график зависимости sinj _k от k, где k -номер порядка дифракционного минимума (рис.3).

Так как условие дифракционного минимума k -го порядка sinj k = k l /b, то эта зависимость будет иметь линейный характер, причем тангенс угла наклона графика tga = l/ b.
Рис.3

7. Определить по методу наименьших квадратов tga и его погрешность.

8. Рассчитать длину волны лазерного излучения по формуле l= b tga, где b - ширина щели.

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ

Относительная погрешность определяемой длины волны лазера рассчитывается через относительную погрешность ширины щели b и относительную погрешность tg a

В работе имеются две щели заданной ширины. Значение ширины щели (b) с погрешностью (D b) указаны на основании рейтера. Требуется определить длину волны лазерного излучения с помощью и первой, и второй щели и в ответе привести среднее значение l по обоим измерениям, окончательную погрешность также усредняют.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Картина дифракционных полос для каждой из щелей.

2. Значение L и b с погрешностями.

3. Таблица значений tgj _k.

4. График зависимости sinj _k = f(k).

5. Значения l, полученные при использовании первой и второй щели и расчет погрешности к ним.

6. Окончательный ответ с погрешностью.

ВОПРОСЫ

1. Как изменится дифракционная картина, если щель будет расположена горизонтально, если щель будет большей ширины?

2. Будет ли наблюдаться дифракционная картина, если ширина щели меньше длины волны падающего света?

3. При какой разности хода лучей от концов щели будет наблюдаться минимум на экране?

4. Какие допущения имеют место при получении окончательного результата?

Работа 74.2. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ИНДУЦИРОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ОПТИЧЕСКОГО КВАНТОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Прежде чем приступить к выполнению работы, необходимо ознакомиться с введениями по темам "Дифракция и интерференция" и "Лазеры".

ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является определение длины волны лазерного излучения и измерение угловой расходимости лазерного луча.

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

На оптической скамье установлен лазер 1, прозрачная дифракционная решетка 2 и шкала 3, изогнутая по окружности с радиусом R. Излучение лазера после прохождения решетки дает дифракционную картину, наблюдаемую на шкале в виде отдельных точек, соответствующих максимумам различных
Рис.1

порядков. Они располагаются справа и слева от максимума нулевого порядка.

Работа состоит из двух частей (заданий)

Задание I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЯ

1. Использование вогнутой шкалы позволяет сразу определить в радианах угол дифракции соответствующего порядка.

Для этого по шкале необходимо определить расстояние между правым и левым максимумами первого порядка l ₁₁ и второго порядка l ₂₂.

Тогда углы дифракции равны

j₁ = l ₁₁/2 R, j₂ = l ₂₂/2 R.

Величина радиуса R = 380 мм.

2. Из формулы для дифракционной решетки d sin j = k l следует, что l = d sinj / k, где k - порядок спектра, k = 0, ±1, ±2.., j - угол дифракции данного порядка, d - постоянная решетки. В данной работе используется решетка с d =(1,6462 ± 0,0003)10^{-4 см.}

Необходимо вычислить значение l по первому порядку и по второму порядку

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: