Файл: Исследование дифракции фраунгофера санктпетербург 2023.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.12.2023

Просмотров: 22

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
или угла φ,

выраженного в радианах, показан на рис.7.




Рис. 7
При u=0 интенсивность света максимальна (Iφ= I0) и не зависит от




Рис. 8

длины волны. Иными словами, в направлении падающего на щель излучения (φ=0) всегда расположен максимум. Этот центральный максимум называют максимумом нулевогопорядка.

Для нахождения угла дифракции φ1, под которым виден максимум первогопорядка (m=1), необходимо по шкале xна экране (Рис.8) определить положения максимумов первого порядка слева (x1л) и справа (x1п) (например, x1л=10 мм, x1п=11) мм и, измерив L- расстояние от щели до экрана (например, L= 400 мм), определить:




Аналогичным образом находят углы дифракции для максимумов второго и следующих порядков.

  1. Описание установки


Схема установки для наблюдения дифракции монохроматической плоской волны на щели представлена на рис.9.

Рис. 9 На оптической скамье установлены:

  1. – полупроводниковый лазер, дающий монохроматическое излучение λ=632,8 нм;

  2. – щель с регулируемой и измеряемой с помощью микрометра 3шириной; цена деления микрометра 0,01 мм.

  1. – длиннофокусная линза для концентрации света на щели;

  2. – экран;

  3. – фотоприемник, установленный за экраном против миллиметрового отверстия и соединенный с чувствительным гальванометром, находящимся в блоке 8; на верхней панели блока расположены тумблеры включения сетевого напряжения, лазера и фотоприемника

(фотоприемник в данной работе используется только по указанию преподавателя);

  1. –рукоятка перемещения экрана; с помощью этой рукоятки центр экрана наводят на середину соответствующего максимума и определяют по шкале его положение; цена деления шкалы на экране – 1мм;

9– линейка для определения расстояния от щели до экрана.


  1. Порядок выполнения работы


  1. Вставить сетевую вилку блока 8в розетку. Включить тумблеры «СЕТЬ» и «ЛАЗЕР», убедиться, что возникло лазерное свечение.

  2. Проверить и, если необходимо, откорректировать ширину щели таким образом, чтобы на экране возникла четкая и симметричная дифракционная картина.

  3. Произвести визуальное наблюдение дифракционной картины. Для этого перед экраном установить лист белой бумаги и, изменяя с помощью микрометра 3ширину щели в пределах 0 до 0,2 мм, наблюдать изменение дифракционной картины. Обратить внимание на то, как изменяется положение дифракционных максимумов, их яркость и ширина. Записать результаты наблюдения. Убрать лист бумаги.

  4. С помощью линейки 9 измерить расстояние L от щели до экрана, занести значение Lв таблицу.

  5. Установить на барабане микрометра ширину щели 0,12 мм, при этом действительная ширина щели будет равна:


b = 0,12 мм – 0,08 мм = 0,04 мм


  1. По шкале на экране определить xлmи xпm– координаты максимумов первого (m=1), второго (m=2) и третьего (m=3) порядков, расположенных симметрично слева и справа от центрального максимума нулевого порядка. Результаты занести в таблицу.

  2. Установив ширину щели 0,08 мм, провести измерения в соответствии с п.6. Повторить измерения с шириной щели 0,12 мм и 0,16 мм.

  3. По формуле (10) вычислить экспериментальные значения углов дифракции φэксп. По формуле (9) рассчитать теоретические значения этих углов φтеор. Результаты вычислений занести в таблицу.





Таблица

L,

мм
b,

мм

m
Координаты максимумов
Углы дифракции

xлm, мм
xпm, мм
φэксп, (рад)
φтеор, (рад)

490

0,04
1
12
12
0,02449
0,02262

2
20
21
0,04183
0,03892

3
29
30
0,06020
0,05489


0,08
1
5
6
0,01122
0,01131

2
9
9
0,01837
0,01946

3
13
14
0,02755
0,02745


0,12
1
4
4
0,00816
0,00754

2
6
6
0,01224
0,01297

3
8
8
0,01633
0,01830


0,16
1
2
3
0,00510
0,00565

2
4
4
0,00816
0,00973

3
7
7
0,01429
0,01372


φПрак, (рад)
Для b=0.04




Для b=0.08




Для b=0.12



Для b=0.16



φтеор, (рад)

; ;

Приведем пример расчетов для b=0.04 далее по аналогии:






  1. Сравнить между собой значения экспериментальных и теоретических углов дифракции. В выводах отразить результаты этого сравнения.
























Среднеарифиметическая погрешность :

Вывод: В ходе выполнения работы, я произвел наблюдение на экране картины дифракции плоской световой волны на щели, изучил влияние ширины щели на расположение дифракционных максимумов и экспериментально определил углы дифракции, соответствующих максимумам интенсивности света на экране, и сравнение их с теоретическими углами дифракции отклонение между которыми составило 7,125%

Смотрите также файлы