Обработка результатов измерений.

1. Нормальное падение луча на ДР. Измерьте на зарисовках дифракционных картин и занесите в таблицы значения расстояний X_m от центрального (нулевого) максимума интенсивности до максимума интенсивности с номером m (см. рис.6).

Решетка N......., L =........
M	Xm, мм		, град		d, мкм

 

Значения вычисляются по формуле , а значения шага решетки d из соотношения (1). По данным последнего столбца таблицы для обеих решеток вычислить среднее значение d и его погрешность. Измерьте на зарисовках дифракционных картин размер центрального максимума интенсивности (см.рис.6), с помощью соотношения оцените размер освещенной области ДР и сравните его с результатом измерения сечения падающего луча.

2. Наклонное падение луча на ДР. Измерьте на зарисовке дифракционной картины для случая наклонного падения луча и занесите в таблицу значения расстояний X_m от центрального (нулевого) максимума интенсивности до максимума интенсивности с номером m.

 

Решетка N......., L =........
m	Xm, мм		, град		b	arccos(b), град	φ, град

 

Для вычисления угла падения луча φ;, который равен углу разворота решетки нужно в соответствии с рис. 4 преобразовать соотношение (3):

 

(5)

 

Решением этого тригонометрического уравнения является , где безразмерный параметр . Значения (см. рис.4) вычисляются по формуле , а значения шага решетки d известны по результатам измерений с нормальным падением луча (для той же решетки). По данным из последнего столбца таблицы вычислите среднее значение φ; и его погрешность.

 

Литература

 

1. Сивухин Д.В. Общий курс физики. T.IV. Оптика. - М.: Наука, 1980. гл.IV. §46.

2. Горелик Г.С. Колебания и волны-М.:Физматгиз, 1959, гл.IХ. §4, гл.IХ §§7,9.

3. Ландсберг Г.С. Оптика - М..Наука, 1976, гл.IХ, § 46.

 

 

Рисунок 1. Дифракционная решетка в виде прямоугольных щелей

 

 

 

 

Рисунок 2. Освещение решетки параллельным пучком света

 

Рисунок 3. Распределение интенсивности света для дифракционной решетки:

а) график функции А² (θ;), описывающий интерференцию света от N щелей;

б) график функции а² (θ;), описывающий интенсивность света от одной щели;

в) график произведения функций а² (θ;) А² (θ;), описывающий интенсивность

света для дифракционной решетки с параметрами d, d₁,Ν;.

 

Рисунок 4. Наклонное падение лучей на дифракционную решетку:

1 – плоскость дифракционной решетки;

2 – нормаль к плоскости решетки;

3 – падающий луч;

4 – недифрагированный прошедший луч;

5 – дифрагированный луч;

6 – экран.

Рисунок 5. Схема опыта для наблюдения дифракции на решетке:

1 – лазер;

2 – объект;

3 - экран наблюдения;

4 – направляющая.

 

 

 

Рисунок 6. Иллюстрация к опыту по наблюдению и исследованию дифракции излучения на пропускающей решетке.