в) зависит от m и
Вывод:
1) Второй закон Ньютона в его наиболее распространённой формулировке, справедливой для скоростей, много меньших скорости света, утверждает: в инерциальных системах отсчёта ускорение, приобретаемое материальной точкой, прямо пропорционально вызывающей его силе, не зависит от её природы, совпадает с ней по направлению и обратно пропорционально массе материальной точки"

2) Скорость - векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения тела, численно равная отношению перемещения за малый промежуток времени к величине этого промежутка.
Обозначается v
Формула скорости:  =

Единица измерения в СИ – м/с.
Ускорение— векторная физическая величина, которая характеризует быстроту изменения скорости тела. Численно она равна отношению изменения скорости за малый промежуток времени к величине этого промежутка.
В физике ускорение обозначается a. Математически оно определяется формулой:
 = 
Импульс (  ) - векторная величина, равная произведению массы тела на его скорость, характеризует способность механического движения передаваться от одного тела к другому.
p ⃗=mV ⃗
Масса (m)– скалярная величина, характеризующая меру инертности тела.
m=pV
Сила (F) – это векторная величина, характеризующая меру воздействия тел друг на друга, в результате чего эти тела деформируются или приобретают ускорение. Сила, как и любой вектор, характеризуется: модулем, направлением и точкой приложения.
F=ma

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ

---

Цель работы:

1. Изучение явления дифракции света и наблюдение дифракционного спектра.

2. Определение длины лазерного излученияс помощью дифракционной решетки.

Приборы и принадлежности:

1. Оптическая скамья.

2. Полупроводниковый лазер.

3. Дифракционная решетка.

4. Экран со шкалой.

Теоретическое введение

Дифракцией света называется совокупность явлений, которые обусловлены волновой природой света и наблюдаются при его распространении в среде с резко выраженной оптической неоднородностью (при прохождении через отверстия в экранах, вблизи границ непрозрачных тел). Под дифракцией света понимают огибание светом встречных препятствий, т.е. отклонение от законов геометрической оптики.

Явление дифракции света объясняется волновой природой света. Дифракция света приводит к перераспределению интенсивности излучения в пространстве, что сопровождается возникновением дифракционных полос или спектров. При расчете дифракционной картины пользуются принципом Гюйгенса - Френеля.

Дифракцию света можно наблюдать с помощью дифракционной решетки

Дифракционная решетка — оптический прибор, действие которого основано на использовании явления дифракции света. Представляет собой совокупность большого числа регулярно расположенных штрихов (щелей, выступов), нанесённых на некоторую поверхность. Фронт световой волны разбивается штрихами решётки на отдельные пучки когерентного света. Эти пучки претерпевают дифракцию на штрихах и интерферируют друг с другом. Решетки различают отражательные и работающие на пропускание. Главными характеристиками дифракционной решетки являются период решетки (сумма ширины щели а и преграды b, т. е. )и общее число штрихов. Иногда период решетки задается количеством штрихов на единицу длины.

Например, если на решетке написано 400 лин/мм, то период .


Рис.1

Рассмотрим дифракцию света на дифракционной решетке. Пусть дифракционная решетка освещается пучком параллельных лучей, перпендикулярных к ее плоскости, как

показано на рис. 1, а. От каждой щели будут распространяться световые пучки по всем направлениям, так как по принципу Гюйгенса каждая точка щели является источником вторичных колебаний.

---

Е
Рис.1
сли на пути лучей поместить линзу L, а в ее фокальной плоскости - экран, то в каждой точке экрана будут собираться все параллельные лучи, распространяющиеся от всех щелей дифракционной решетки под углом к нормали. Для разных точек экрана угол будет разным. Освещенность каждой точки экрана будет зависеть от интенсивности света каждого пучка, собираемого линзой, и от результата интерференции этих пучков при наложении их друг на друга. Проводят суммирование попарно лучей, занимающих одинаковое геометрическое положение, относительно щелей. Разность хода двух таких лучей от соседних щелей, как показано на рис. 1, а:

(1)

Если разность хода лучей равна нечетному числу длин полуволн, то на экране такие лучи встречаются в противофазе и гасят друг друга. Если же разность хода двух волн равна целому числу длин волн, то в таких точках экрана выполняются условия главных максимумов:

, (2)

где k= 0, 1, 2, 3...

Под углами , соответствующими условию (2), на экране располагаются главные максимумы. Между главными максимумами лежат (N - 1) минимумов и (N- 2) дополнительных или побочных максимумов, как показано на рис. 1, б для решетки с N= 5. Условия минимумов при дифракции на решетке

, (3)

где k = 1, 2, 3..., кроме k = N, 2N, 3N...

Дифракционная картина, получаемая от дифракционной решетки при прохождении монохроматического пучка лучей, представляет собой ряд одноцветных полос убывающей интенсивности, расположенных по обе стороны от центральной максимально яркой полосы ( ).

Так как для разных длин волн максимумы интерференции оказываются под разными углами (определяемыми разностью хода интерферирующих лучей), то белый свет раскладывается в спектр и при освещении решетки белым светом в центре экрана при k = 0лежит центральная белая полоса. При k = ± 1, ± 2... располагаются спектры 1-го, 2-го... порядков. Из формулы (2) следует, что лучи с большей длиной волны (например, красные) будут сильнее отклоняться, нежели лучи с меньшей длиной волны (например, синие). Следовательно, каждый дифракционный спектр обращен к центральной светлой полосе своей коротковолновой (например, фиолетовой) стороной. Чем больше число штрихов решетки, тем резче и ярче главные максимумы, тем слабее дополнительные максимумы, так что на

---

экране видны главные максимумы, разделенные широкими, практически темными промежутками.
Описание установки и метода измерений
Установка для наблюдения дифракционного спектра состоит (рис. 2) из оптической скамьи 1 с измерительной линейкой, на которой располагаются: полупроводниковый лазер 2; дифракционная решетка 3 и экран 4, с нанесенными на него делениями - шкалой.






Рис.2

Из условия (2) главных максимумов при дифракции на решетке следует, что длина волны света

(4)

Таким образом, с помощью дифракционной решетки можно определить длину световой волны.

Порядок выполнения работы

1. Задайте вариант работы. Запишите в таблицу 1 период выбранной вами решетки

2. Установить дифракционную решетку на некотором расстоянии (L=0,5...1,3 м) от экрана.

3. Включить полупроводниковый лазер, щелкнув по красной кнопке на его корпусе.

4. Измерить расстояние от центральной полосы нулевого спектра до середины линии спектра первого порядка (вверх - , вниз - ).

5. Такие же измерения произвести для спектров 2-го порядка.

6. Повторить пункты 4 и 5 для другого расстояния между решёткой и экраном.

Обработка результатов измерений

1. Определите для каждой пары симметричных максимумов среднее расстояние .

2. Определите значение тангенса угла отклонения луча от прямолинейного направления:

3. Пользуясь инженерным калькулятором, определите угол отклонения

---

и синус этого угла (в случае малости угла должно выполняться условие: ).

4. По формуле (4) вычислите длину волны исследуемой дифракционной линии спектра.

5. Вычислите среднее значение длины исследуемой световой волны.

6. Вычислите абсолютные и относительные погрешности как при многократных измерениях.

Таблица 1

,м	L,м	№ maх k	,м	,м	,м		, град		,м	,м	, %
2*10-6	0,5	1	0,135	0,135	0,135	0,27	15,1095751	0,26066585	5,2133E-07	1,8638E-08	4,43571109
		2	0,27	0,27	0,27	0,54	28,3690463	0,47514891	4,7515E-07	2,7545E-08
	1,35	1	0,37	0,37	0,37	0,27407407	15,3269179	0,26432618	5,2865E-07	2,5958E-08
		2	0,75	0,75	0,75	0,55555556	29,0546041	0,48564293	4,8564E-07	1,7051E-08
Среднее значение	___	___	____	_____	____	____	____	____

---

Смотрите также файлы

• 1 тема Что такое текст Что такое предложение текст и предложение.docx

• Ртинок, который должен соответствовать логике развития повествования.docx

• Практическая работа 2 определение веса поезда по затяжному подъёму.docx

• Сделки понятие, виды, формы.docx

• Российская система негосударственного пенсионного обеспечения достаточно молода первые нпф были учреждены в нашей стране в 1992 г.docx