Внимательно ознакомиться с теоретическими данными к работе

Дифракционная решётка – это система большого числа параллельных и очень близко расположенных узких щелей, которые пропускают или отражают свет.

Параллельный пучок света, пройдя через дифракционную решётку, вследствие дифракции, распространяется по различным направлениям и будет интерферировать.

Таким образом, на экране можно наблюдать интерференционную картину, где максимумы света будут в точках экрана, для которых выполняется условие:

D = k ×l (1)

Δ − разность хода волн, λ – длина световой волны, k – порядок максимума.

Центральный максимум называют нулевым: k = 0 Þ Δ = 0. Слева и справа от него расположены максимумы высших порядков.

Условие максимумов может иметь вид:

D = d × sinj Þ k ×l = d ×sinj (2)

d – период дифракционной решётки, φ – угол дифракции, под которым виден максимум.

Так как угол дифракции мал, следовательно

sinj = tgj = a/b .

Тогда, окончательно условие

k ×l = d × a/b (3)

а − расстояние от нулевого деления шкалы экрана «0» до цветной полосы спектра данного порядка; b – расстояние от дифракционной решётки до экрана.

Прибор для определения длины световой волны состоит: 1 – брусок со шкалой и с боковыми пазами; 2 – рамка с дифракционной решёткой – жёстко крепится к концу бруска; 3 – экран с окошком и со шкалой – свободно может перемещаться вдоль бруска в его пазах.

5. Соблюдая правила выполнения работы, выполнить измерения и расчеты. Сделать вывод.

1. Собрать прибор для определения длины световой волны.

2. Направить прибор на источник света так, чтобы, смотря через дифракционную решётку,

была видна нить накала лампы через окно экрана прибора.

3. На экране прибора получить чёткое изображение спектров 1 – го и 2 – го порядков.

4. Определить по шкале бруска установки расстояние b от решётки до экрана прибора.

5. Определить расстояние от нулевого деления шкалы экрана до фиолетовой полосы слева aФ л и справа аФ п для спектра 1 – го порядка.

6. Определить расстояние от нулевого деления шкалы экрана до красной полосы слева aК л и справа аК п для спектра 1 – го порядка.

7. Аналогично провести измерения расстояний от нулевого деления шкалы экрана до фиолетовой полос слева aФ л и справа aФ п ; красной полос слева аФ л и справа аК п для спектра 2 – го порядка.

8. Зная период решётки и используя условие (3), вычислить длину волны фиолетового и красного цвета соответственно для 1 – го и 2 – го порядков. В качестве расстояний а для каждого цвета и порядка спектра берём соответственно средние значения.

9. Определить среднее значение длины световой волны данного цвета как наиболее точное.

10. Определить погрешности найденных значений длин волн фиолетового и красного цвета

по стандартным формулам. В качестве табличных значений можно взять среднее

арифметическое интервала длин волн для конкретного цвета:

Фиолетовый: [380 – 450] (нм) ; Красный: [620 – 760] (нм)

11. Конечный результат в выводе работы записать следующим образом:

длина волны фиолетового цвета λ = λ Ф с р ± Δ λ с точностью ε %

длина волны красного цвета λ = λ К с р ± Δ λ с точностью ε %

8. Сделать вывод о проделанной работе

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Ответить на контрольные вопросы:

1. Дифракционную решётку с периодом 2 мкм освещают монохроматическим светом с длиной волны 490 нм. Найти наибольший порядок дифракционного максимума, который можно наблюдать на экране, если свет падает на решётку нормально к её поверхности?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Монохроматическим светом освещают дифракционную решётку, у которой 100 штрихов на 1 мм. Расстояние до экрана равно 2 м. Какова длина волны света, если расстояние на экране между двумя максимумами первого порядка равно 22 см?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Защита лабораторной работы:

После выполнения лабораторной работы студент должен:

- знать:понятие дифракционной решетки, периода дифракционной решетки, условие максимума;

- уметь:определять длину световой волны с помощью дифракционной решетки.

Оценка _________________________

Лабораторная работа № 20Дата ________________

Тема: Изучение треков заряженных частиц по готовым фотографиям

Продолжительность занятия: 90´

Цель занятия: Приобрести навыки чтения фотографий движения заряженных частиц, полученных в камере Вильсона, и провести идентификацию неизвестной частицы методом сравнения треков

Материально-техническое оснащение рабочего места:

Готовые фотографии треков двух заряженных частиц, калька, измерительная линейка, транспортир или угольник, карандаш

Содержание и последовательность выполнения заданий:

1. Ответить на предложенные вопросы

2. Ознакомиться с правилами техники безопасности

3. Внимательно ознакомиться с теоретическими данными к работе

4. Соблюдая правила выполнения работы, выполнить измерения и расчеты. Сделать вывод

5. Ответить на контрольные вопросы

Литература:

1. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Скотский. Физика. 10 класс. – Москва: Просвещение, 2016, с.

Методические указания по выполнению и оформлению лабораторной работы:

1. Ответить на вопросы:

1. Назовите устройства по регистрации и методы наблюдения заряженных частиц ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Какая сила действует на заряженную частицу, которая движется в магнитном поле? Запишите соответствующую формулу

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Каким образом можно идентифицировать заряженную частицу, используя ее трек?

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________