Принцип метода измерения и рабочие формулы

Метод измерения длины волны основан на явлении дифракции. Дифракция световых волн – это нарушение прямолинейности распространения света в среде с оптическими неоднородностями. Для этой цели служит одномерная дифракционная решетка – система параллельных щелей равной величины, разделенных непрозрачными промежутками. Промежуток, включающий в себя щель и непрозрачный штрих, называется периодом или постоянной решетки, т.е.

d= a + b.

Здесь а – ширина щели, b – ширина непрозрачного промежутка между щелями.

В данной работе используется отражательная дифракционная решетка. Она представляет собой зеркальную поверхность, на которую на равных расстояниях нанесены штрихи. Пусть на отражательную дифракционную решетку падает параллельный пучок монохроматического лазерного излучения. Свет дифрагирует при отражении от зеркальных промежутков и на экране возникает спектр лазерного излучения. Условие максимума излучения для дифракционной решетки определяется из соотношения:

, (3)

где l – длина волны,

d – постоянная решетки,

m – порядок спектра (в данной работе m = 1,2),

j _m – угол, под которым наблюдается соответствующий максимум излучения.

 

Рис.2.

 

Для заданного значения d длина волны излучения лазера определяется путем измерения sinj _m. С этой целью производятся измерения расстояний L₁ и L₂ от решетки до экранов Э₁ и Э₂ и l_m и l_-m – координат по шкале симметричных максимумов одного порядка m (рис 2). По формуле

(4) определяется tgj _m и затем, используя формулу перехода от tgj к sinj

(5)находят длину волны по формуле:

. (6)

Для измерения степени поляризации используется анализатор излучения, установленный на пути лазерного луча, и фотодиод, находящийся в положении максимума второго порядка спектра лазерного излучения. Степень поляризации излучения определяется по формуле

,

где – максимальная интенсивность света, прошедшего через поляризатор, – минимальная интенсивность излучения, прошедшего через поляризатор.

Т.к. сила фототока прямо пропорциональна интенсивности излучения, степень поляризации можно определить из соотношения:

, (7)

где i_фmax, i_фmin – соответственно максимальное и минимальное значения фототока, которые определяются с помощью цифрового ампервольтметра.