પ્રકાશની તરંગલંબાઇ નક્કી કરવા માટે પ્રયોગશાળાનું કાર્ય. લેબ: ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની તરંગલંબાઇને માપવી

લેબોરેટરી કામ №6

"ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ માપવા વિવર્તન જાળી»

બેલિયાન એલ.એફ.,

ભૌતિકશાસ્ત્ર શિક્ષક

MBOU "માધ્યમિક શાળા નંબર 46"

Bratsk શહેર

કાર્યનો હેતુ:

વિવર્તનની ઘટના વિશે વિચારો વિકસાવવાનું ચાલુ રાખો.

જાણીતા સમયગાળા સાથે વિવર્તન જાળીનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ નક્કી કરવા માટેની પદ્ધતિનો અભ્યાસ કરો.

k =-3 k=-2 k=-1 k=0 k=1 k=2 k=3

સાધન:

1.શાસક

2.વિવર્તન જાળી

3. મધ્યમાં એક સાંકડી ઊભી ચીરો સાથે સ્ક્રીન

4. પ્રકાશ સ્ત્રોત - લેસર (મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશ સ્ત્રોત)

વિવર્તન જાળી

ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગ એ એક સંગ્રહ છે મોટી સંખ્યામાંઅપારદર્શક જગ્યાઓ દ્વારા વિભાજિત ખૂબ જ સાંકડી સ્લિટ્સ.

a - પારદર્શક પટ્ટાઓની પહોળાઈ

b - અપારદર્શક પટ્ટાઓની પહોળાઈ

d = a + b

ડી- વિવર્તન જાળીનો સમયગાળો

કાર્યકારી સૂત્રની વ્યુત્પત્તિ:

મહત્તમ

સ્વેતા

a

જાળી

સ્ક્રીન

ડી પાપ φ = k λ

કારણ કે પછી ખૂણા નાના છે

પાપ φ = tg φ, પછી

માપન કોષ્ટક

સ્પેક્ટ્રમ ઓર્ડર

વી

a

m

ડી

m

m



 10 -9 m

 બુધ

 10 -9 m

ગણતરીઓ:

1 .  =

2.  =

3.  =

 સરેરાશ =

કોષ્ટક મૂલ્યો:

λ cr = 760 એનએમ

આઉટપુટમાં, માપેલ તરંગલંબાઇ મૂલ્યો અને ટેબ્યુલેટેડ મૂલ્યોની તુલના કરો.

સુરક્ષા પ્રશ્નો:

1. મેક્સિમા વચ્ચેનું અંતર કેવી રીતે બદલાય છે વિવર્તન પેટર્નગ્રિલમાંથી સ્ક્રીન દૂર કરતી વખતે?

2. વર્કમાં વપરાતા વિવર્તન ગ્રેટિંગ્સમાંથી સ્પેક્ટ્રમના કેટલા ઓર્ડર મેળવી શકાય છે?

સંસાધનો:

ભૌતિકશાસ્ત્ર. 11મા ધોરણ. માયાકિશેવ જી.યા., બુખોવત્સેવ બી.બી., ચારુગિન વી.એમ.

સામાન્ય શિક્ષણ સંસ્થાઓ માટે પાઠયપુસ્તક.

મૂળભૂત અને પ્રોફાઇલ સ્તરો.

http://ege-study.ru/difrakciya-sveta/

http://kaf-fiz-1586.narod.ru/11bf/dop_uchebnik/in_dif.htm

http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/chapter3/section/paragraph10/theory.html#.WGEjg1WLTIU

ભૌતિકશાસ્ત્રમાં લેબોરેટરી વર્ક નંબર 2 (ઉકેલ, જવાબો), ગ્રેડ 11 - વિવર્તન ગ્રેટિંગનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશ તરંગનું નિર્ધારણ

2. ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગથી L ~ 45-50 સે.મી.ના અંતરે સ્ક્રીન ઇન્સ્ટોલ કરો. L ને ઓછામાં ઓછા 5 વખત માપો, સરેરાશ મૂલ્યની ગણતરી કરો . કોષ્ટકમાં ડેટા દાખલ કરો.

5. સરેરાશની ગણતરી કરો. કોષ્ટકમાં ડેટા દાખલ કરો.

6. જાળીના સમયગાળા d ની ગણતરી કરો, તેની કિંમત કોષ્ટકમાં લખો.

7. માપેલ અંતર દ્વારા સ્ક્રીનમાં સ્લિટની મધ્યથી સ્પેક્ટ્રમની લાલ ધારની સ્થિતિ અને અંતર સુધી ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગથી સ્ક્રીન પર, sin0cr ની ગણતરી કરો, જેની નીચે અનુરૂપ સ્પેક્ટ્રમ બેન્ડ જોવા મળે છે.

8. આંખ દ્વારા દેખાતા સ્પેક્ટ્રમની લાલ ધારને અનુરૂપ તરંગલંબાઇની ગણતરી કરો.

9. સ્પેક્ટ્રમના વાયોલેટ અંત માટે તરંગલંબાઇ નક્કી કરો.

10. L અને l અંતર માપવામાં સંપૂર્ણ ભૂલોની ગણતરી કરો.

L = 0.0005 m + 0.0005 m = 0.001 m
l = 0.0005 m + 0.0005 m = 0.001 m

11. તરંગલંબાઇ માપવામાં સંપૂર્ણ અને સંબંધિત ભૂલોની ગણતરી કરો.

સુરક્ષા પ્રશ્નોના જવાબો

1. વિવર્તન જાળીના સંચાલનના સિદ્ધાંતને સમજાવો.

ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત પ્રિઝમ્સ જેવો જ છે - ચોક્કસ ખૂણા પર પ્રસારિત પ્રકાશનું વિચલન. કોણ ઘટના પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર આધાર રાખે છે. લાંબી તરંગલંબાઇ, ધ મોટો કોણ. તે એક સમાન સિસ્ટમ છે સમાંતર સ્લિટ્સસપાટ અપારદર્શક સ્ક્રીનમાં.

મોટું કરવા માટે ક્લિક કરો

2. માં પ્રાથમિક રંગોનો ક્રમ સ્પષ્ટ કરો વિવર્તન સ્પેક્ટ્રમ?

વિવર્તન સ્પેક્ટ્રમમાં: વાયોલેટ, વાદળી, સ્યાન, લીલો, પીળો, નારંગી અને લાલ.

3. જો તમે તમારા પ્રયોગ કરતા 2 ગણા વધુ સમયગાળા સાથે ગ્રેટિંગનો ઉપયોગ કરશો તો વિવર્તન સ્પેક્ટ્રમ કેવી રીતે બદલાશે? 2 ગણું નાનું?

માં સ્પેક્ટ્રમ સામાન્ય કેસઆવર્તન વિતરણ છે. અવકાશી આવર્તન એ જથ્થો છે વ્યસ્ત સમયગાળો. તેથી તે સ્પષ્ટ છે કે સમયગાળો બમણો થવાથી સ્પેક્ટ્રમનું સંકોચન થાય છે, અને સ્પેક્ટ્રમ ઘટવાથી સ્પેક્ટ્રમ બમણું થાય છે.

નિષ્કર્ષ: વિવર્તન ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી.

ફેડરલ રાજ્ય શૈક્ષણિક સંસ્થા

ઉચ્ચ વ્યાવસાયિક શિક્ષણ

"સાઇબેરીયન ફેડરલ યુનિવર્સિટી"

ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ અર્બન પ્લાનિંગ, મેનેજમેન્ટ અને પ્રાદેશિક અર્થતંત્ર

ભૌતિકશાસ્ત્ર વિભાગ

લેબ રિપોર્ટ

વિવર્તન જાળીનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ માપવી

શિક્ષક

વી.એસ. ઇવાનોવા

વિદ્યાર્થી PE 07-04

કે.એન. ડુબિન્સકાયા

ક્રાસ્નોયાર્સ્ક 2009

કાર્યનો હેતુ

એક-પરિમાણીય જાળી પર પ્રકાશ વિવર્તનનો અભ્યાસ, પ્રકાશ તરંગલંબાઇનું માપ.

સંક્ષિપ્ત સૈદ્ધાંતિક પરિચય

એક-પરિમાણીય વિવર્તન જાળી એ સમાન પહોળાઈ a ના પારદર્શક સમાંતર સ્લિટ્સની શ્રેણી છે, જે સમાન અપારદર્શક જગ્યાઓ b દ્વારા અલગ પડે છે. પારદર્શક અને અપારદર્શક વિસ્તારોના કદના સરવાળાને સામાન્ય રીતે પીરિયડ અથવા જાળી કોન્સ્ટન્ટ ડી કહેવાય છે.

જાળીનો સમયગાળો સંબંધ દ્વારા મિલિમીટર n દીઠ રેખાઓની સંખ્યા સાથે સંબંધિત છે

કુલ સંખ્યાગ્રીડ રેખાઓ N બરાબર છે

જ્યાં l જાળીની પહોળાઈ છે.

જાળી પરની વિવર્તન પેટર્ન તમામ N સ્લિટ્સમાંથી આવતા તરંગોના પરસ્પર હસ્તક્ષેપના પરિણામે નક્કી થાય છે, એટલે કે. વિવર્તન જાળી તમામ સ્લિટ્સમાંથી આવતા પ્રકાશના સુસંગત વિવર્તિત બીમના બહુ-બીમ હસ્તક્ષેપ કરે છે.

જાળી પર સમાંતર બીમ પડવા દો મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશતરંગલંબાઇ સાથે. જાળીની પાછળ, વિવર્તનના પરિણામે, કિરણો જુદી જુદી દિશામાં પ્રચાર કરશે. સ્લિટ્સ એકબીજાથી સમાન અંતરે હોવાથી, હ્યુજેન્સ-ફ્રેસ્નેલ સિદ્ધાંત અનુસાર રચાયેલા ગૌણ કિરણોના માર્ગ તફાવત ∆ અને તે જ દિશામાં પડોશી સ્લિટ્સમાંથી આવતા સમગ્ર જાળીમાં સમાન અને સમાન હશે.

જો આ પાથ તફાવત તરંગલંબાઇની પૂર્ણાંક સંખ્યાનો ગુણાંક છે, એટલે કે.

પછી, હસ્તક્ષેપ દરમિયાન, મુખ્ય મેક્સિમા લેન્સના ફોકલ પ્લેનમાં દેખાશે. અહીં m = 0,1,2, … મુખ્ય મેક્સિમાનો ક્રમ છે.

મુખ્ય મેક્સિમા કેન્દ્રીય, અથવા શૂન્ય, m = 0 સાથે સમપ્રમાણરીતે સ્થિત છે, જે પ્રકાશ કિરણોને અનુરૂપ છે જે વિચલનો વિના જાળીમાંથી પસાર થાય છે (અવિચ્છેદિત, = 0). સમાનતા (2) ને જાળી પરના મુખ્ય મેક્સિમા માટેની સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે. દરેક ચીરો તેની પોતાની વિવર્તન પેટર્ન પણ બનાવે છે. તે દિશામાં જ્યાં એક સ્લિટ મિનિમા ઉત્પન્ન કરે છે, અન્ય સ્લિટ્સમાંથી મિનિમા પણ જોવામાં આવશે. આ મિનિમા સ્થિતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે

મુખ્ય મેક્સિમાની સ્થિતિ તરંગલંબાઇ λ પર આધાર રાખે છે. તેથી, જ્યારે છીણવું પસાર સફેદ પ્રકાશમધ્ય ભાગ (m = 0) સિવાયના તમામ મેક્સિમા સ્પેક્ટ્રમમાં વિઘટિત થશે, જેનો વાયોલેટ ભાગ વિવર્તન પેટર્નના કેન્દ્ર તરફ આવશે, અને લાલ ભાગ બહારની તરફ આવશે. વિવર્તન જાળીની આ મિલકતનો અભ્યાસ કરવા માટે ઉપયોગ થાય છે સ્પેક્ટ્રલ રચનાપ્રકાશ, એટલે કે સ્પેક્ટ્રલ ઉપકરણ તરીકે વિવર્તન ગ્રેટિંગનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

ચાલો શૂન્ય મહત્તમ મધ્ય અને 1.2, ... mth ઓર્ડર્સ, અનુક્રમે, x 1 x 2 ... x t અને વિવર્તન ગ્રેટિંગના પ્લેન અને સ્ક્રીન વચ્ચેનું અંતર -L . પછી વિવર્તન કોણની સાઈન

છેલ્લા સંબંધનો ઉપયોગ કરીને, મુખ્ય મેક્સિમાની સ્થિતિ પરથી સ્પેક્ટ્રમમાં કોઈપણ રેખાના λ નક્કી કરી શકાય છે.

IN પ્રાયોગિક સેટઅપઉપલબ્ધ:

S - પ્રકાશ સ્ત્રોત, CL - કોલિમેટર લેન્સ, S - પ્રકાશ બીમના કદને મર્યાદિત કરવા માટે સ્લિટ, PL - ફોકસિંગ લેન્સ, DR - વિવર્તન ગ્રૅટિંગ d = 0.01 mm, વિવર્તન પેટર્ન જોવા માટે E - સ્ક્રીન. મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશમાં કામ કરવા માટે, ફિલ્ટર્સનો ઉપયોગ થાય છે.

વર્ક ઓર્ડર

1. સ્થાપન ભાગોને 1 અક્ષ સાથે અંદર મૂકો ઉલ્લેખિત ક્રમમાં, સ્ક્રીન પર કાગળની શીટને ઠીક કરો.

2. પ્રકાશ સ્ત્રોત S ચાલુ કરો. સફેદ ફિલ્ટર સ્થાપિત કરો.

3. ઇન્સ્ટોલેશન સાથે જોડાયેલા શાસકનો ઉપયોગ કરીને, ગ્રિલથી સ્ક્રીન સુધીનું અંતર L માપો.

L 1 = 13.5 cm = 0.135 m, L 2 = 20.5 cm = 0.205 m.

4. કાગળના ટુકડા પર શૂન્યના મધ્યબિંદુઓ, પ્રથમ અને અન્ય મહત્તમ કેન્દ્રની જમણી અને ડાબી બાજુએ ચિહ્નિત કરો. સાથે અત્યંત ચોકસાઇઅંતર x 1, x 2 માપો.

5. પ્રકાશ ફિલ્ટર દ્વારા પ્રસારિત તરંગલંબાઇની ગણતરી કરો.

6. સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને તરંગલંબાઇનું અંકગણિત સરેરાશ મૂલ્ય શોધો

7. સૂત્રનો ઉપયોગ કરીને સંપૂર્ણ માપન ભૂલની ગણતરી કરો

જ્યાં n એ ફેરફારોની સંખ્યા છે, ɑ - આત્મવિશ્વાસની સંભાવનામાપન, t ɑ (n) – અનુરૂપ વિદ્યાર્થી ગુણાંક.

8. અમે ફોર્મમાં અંતિમ પરિણામ લખીએ છીએ

9. પરિણામી તરંગલંબાઇની સાથે સરખામણી કરો સૈદ્ધાંતિક મૂલ્ય. અમે કામના નિષ્કર્ષને લખીએ છીએ.

વિષય: "વિવર્તન જાળીનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની તરંગલંબાઇને માપવી."

પાઠ હેતુઓ: પ્રાયોગિક રીતે વિવર્તન સ્પેક્ટ્રમ મેળવો અને વિવર્તન ગ્રેટિંગનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશ તરંગલંબાઇ નક્કી કરો;

નાના જૂથોમાં કામ કરતી વખતે સચેતતા, સદ્ભાવના અને સહનશીલતા કેળવો;

ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસમાં રસ કેળવો.

પાઠનો પ્રકાર: કૌશલ્ય અને ક્ષમતાઓના નિર્માણનો પાઠ.

સાધન: પ્રકાશ તરંગલંબાઇ, OT સૂચનાઓ, પ્રયોગશાળા સૂચનાઓ, કમ્પ્યુટર્સ.

પદ્ધતિઓ: પ્રયોગશાળા કાર્ય, જૂથ કાર્ય.

આંતરશાખાકીય જોડાણો: ગણિત, કોમ્પ્યુટર વિજ્ઞાન ICT.

સર્વ જ્ઞાન વાસ્તવિક દુનિયા

આવે છે અને અનુભવ સાથે સમાપ્ત થાય છે

એ.આઈન્સ્ટાઈન.

પાઠ પ્રગતિ

આઈ. સંસ્થાકીય ક્ષણ.

પાઠનો વિષય અને હેતુ જણાવો.

ІІ. 1. મૂળભૂત જ્ઞાન અપડેટ કરવું. વિદ્યાર્થીઓનું સર્વેક્ષણ (પરિશિષ્ટ 1).

લેબોરેટરીનું કામ કરવું.

વિદ્યાર્થીઓને વિવર્તન જાળીનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ માપવા માટે કહેવામાં આવે છે.

વિદ્યાર્થીઓ નાના જૂથોમાં એક થાય છે (દરેક 4-5 લોકો) અને સાથે મળીને સૂચનાઓ અનુસાર પ્રયોગશાળા કાર્ય કરે છે. ઉપયોગ કરીને કમ્પ્યુટર પ્રોગ્રામએક્સેલ ગણતરીઓ કરે છે અને પરિણામો કોષ્ટકમાં દાખલ થાય છે (વર્ડમાં).

મૂલ્યાંકન માપદંડ:

જે ટીમ પ્રથમ કાર્ય પૂર્ણ કરે છે તેને 5નો સ્કોર મળે છે;

બીજો - સ્કોર 4;

ત્રીજું - રેટિંગ 3

કાર્ય કરતી વખતે જીવન સલામતીના નિયમો.

શિક્ષકના માર્ગદર્શન હેઠળ જૂથોમાં કામ કરો.

વિદ્યાર્થીઓ દ્વારા કાર્ય પરિણામોનું સામાન્યીકરણ અને વ્યવસ્થિતકરણ.

કાર્યનું પરિણામ કમ્પ્યુટર પર કોષ્ટકમાં દાખલ કરવામાં આવે છે (પરિશિષ્ટ 2).

ІІІ.

સારાંશ. ટેબ્યુલર ડેટા સાથે મેળવેલ પરિણામોની તુલના કરો. તારણો દોરો.

પ્રતિબિંબ.

શું મેં જે રીતે આયોજન કર્યું હતું તે રીતે બધું બહાર આવ્યું?

શું સારી રીતે કરવામાં આવ્યું હતું?

શું ખરાબ રીતે કરવામાં આવ્યું હતું?

શું કરવું સરળ હતું અને શું અણધાર્યું મુશ્કેલ હતું?

માં કામ કરો નાનું જૂથશું તે મને મદદ કરી કે વધારાની મુશ્કેલીઓ ઊભી કરી?

VI. હોમવર્ક.

કામ માટે અરજી કરો.

સૈદ્ધાંતિક સામગ્રીની સમીક્ષા કરો"પ્રકાશનું દખલ અને વિવર્તન" વિષય પર.

"ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના ગુણધર્મો" વિષય પર ક્રોસવર્ડ પઝલ લખો.

પરિશિષ્ટ 1

1. પ્રકાશ શું છે?

2. સફેદ પ્રકાશ શું સમાવે છે?

3. પ્રકાશ કેમ કહેવાય છે દૃશ્યમાન કિરણોત્સર્ગ?

4. રંગ સ્પેક્ટ્રમમાં સફેદ પ્રકાશનું વિઘટન કેવી રીતે કરવું?

5. વિવર્તન જાળી શું છે?

6. તમે વિવર્તન જાળી વડે શું માપી શકો છો?

7. બે અલગ અલગ રંગો કરી શકો છો પ્રકાશ તરંગો, ઉદાહરણ તરીકે, લાલ અને લીલા કિરણોત્સર્ગ, સમાન તરંગલંબાઇ ધરાવે છે?

8. અને એ જ વાતાવરણમાં?

પરિશિષ્ટ 2

10 -7 m

નારંગી

10 -7 m

પીળો

10 -7 m

લીલા

10 -7 m

વાદળી

10 -7 m

વાદળી

10 -7 m

વાયોલેટ

10 -7 m

લેબોરેટરી કામ

વિષય: પ્રકાશની તરંગલંબાઇ માપવા.

કાર્યનો હેતુ: લાલ રંગની તરંગલંબાઇ માપો અને જાંબલી ફૂલો, મેળવેલ મૂલ્યોની કોષ્ટક સાથે સરખામણી કરો.

સાધન: સીધા ફિલામેન્ટ સાથે ઇલેક્ટ્રિક લાઇટ બલ્બ, નક્કી કરવા માટેનું ઉપકરણ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ.

સૈદ્ધાંતિક ભાગ

આ કાર્યમાં, પ્રકાશ તરંગલંબાઇ નક્કી કરવા માટે, 1/100 mm અથવા 1/50 mm ની અવધિ સાથે વિવર્તન જાળીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે (કાળો જાળી પર દર્શાવેલ છે). તે આકૃતિમાં બતાવેલ માપન સેટઅપનો મુખ્ય ભાગ છે. ગ્રીડ 1 ધારક 2 માં સ્થાપિત થયેલ છે, જે શાસક 3 ના અંત સાથે જોડાયેલ છે. શાસક પર મધ્યમાં એક સાંકડી ઊભી સ્લોટ 5 સાથે કાળી સ્ક્રીન 4 છે. સ્ક્રીન શાસક સાથે આગળ વધી શકે છે, જે તમને તેની અને વિવર્તન ઝીણી વચ્ચેનું અંતર બદલવાની મંજૂરી આપે છે. સ્ક્રીન અને શાસક પર મિલીમીટર ભીંગડા છે. સમગ્ર ઇન્સ્ટોલેશન ટ્રાઇપોડ 6 પર માઉન્ટ થયેલ છે.

જો તમે પ્રકાશ સ્ત્રોત (અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવો અથવા મીણબત્તી) પર જાળી અને સ્લિટ દ્વારા જુઓ, તો પછી સ્ક્રીનની કાળી પૃષ્ઠભૂમિ પર તમે સ્લિટની બંને બાજુઓ પર 1 લી, 2જી, વગેરેના વિવર્તન સ્પેક્ટ્રાનું અવલોકન કરી શકો છો.

ચોખા. 1

તરંગલંબાઇλ સૂત્ર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છેλ = dsinφ/k , જ્યાંડી - જાળીનો સમયગાળો;k - સ્પેક્ટ્રમ ઓર્ડર;φ - કોણ કે જેના પર અનુરૂપ રંગનો મહત્તમ પ્રકાશ જોવા મળે છે.

1 લી અને 2જી ક્રમની મેક્સિમા જે ખૂણા પર જોવામાં આવે છે તે 5° કરતા વધારે ન હોવાથી, ખૂણાઓની સાઈનને બદલે તેમની સ્પર્શકનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આકૃતિ પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કેtgφ = b/a . અંતરએ ગ્રિલથી સ્ક્રીન સુધી શાસકનો ઉપયોગ કરીને ગણતરી કરો, અંતરb - સ્લિટથી પસંદ કરેલ સ્પેક્ટ્રમ લાઇન સુધી સ્ક્રીન સ્કેલ સાથે.

ચોખા. 2

તરંગલંબાઇ નક્કી કરવા માટેનું અંતિમ સૂત્ર છેλ = db/ka

આ કાર્યમાં, આપેલ રંગના સ્પેક્ટ્રમના મધ્ય ભાગની પસંદગીમાં કેટલીક અનિશ્ચિતતાને કારણે તરંગલંબાઇની માપન ભૂલનો અંદાજ નથી.

સૂચના નંબર 2 અથવા નંબર 2 નો ઉપયોગ કરીને કાર્ય કરી શકાય છે

સૂચના નંબર 1

કામમાં પ્રગતિ

1. માપન અને ગણતરીઓના પરિણામો રેકોર્ડ કરવા માટે કોષ્ટક સાથે રિપોર્ટ ફોર્મ તૈયાર કરો.

2. એકત્રિત કરો માપન સેટઅપ, ગ્રિલથી 50 સે.મી.ના અંતરે સ્ક્રીન ઇન્સ્ટોલ કરો.

3. પ્રકાશ સ્ત્રોત પર સ્ક્રીનમાં વિવર્તન ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી.

4. સ્ક્રીનમાં સ્લિટની જમણી અને ડાબી બાજુએ 1 લી ઓર્ડર સ્પેક્ટ્રમમાં લાલ તરંગલંબાઇની ગણતરી કરો, માપન પરિણામોનું સરેરાશ મૂલ્ય નક્કી કરો.

5. માટે તે જ કરોઅન્યરંગov.

6. તમારા પરિણામોની સાથે સરખામણી કરોટેબ્યુલરતરંગલંબાઇ

સૂચના નંબર 2

કામમાં પ્રગતિ

કેન્દ્રીય મહત્તમની ડાબી અને જમણી બાજુએ પ્રથમ લીટીના સ્પેક્ટ્રમમાં અનુરૂપ રંગથી અંતર b માપો. ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગથી સ્ક્રીન સુધીનું અંતર માપો (આકૃતિ 2 જુઓ).

જાળીનો સમયગાળો નક્કી કરો અથવા ગણતરી કરો d.

સ્પેક્ટ્રમના સાત રંગોમાંના દરેક માટે પ્રકાશની લંબાઈની ગણતરી કરો.

કોષ્ટકમાં માપન અને ગણતરીઓના પરિણામો દાખલ કરો:

b ,ડાબે,મી

b , અધિકાર, એમ

b ,સરેરાશ,મી

એ ,મી

ઓર્ડર

સ્પેક્ટ્રમk

જાળીનો સમયગાળો

ડી ,મી

માપ્યુંλ , nm

ફાઈઓલેટ

સિનમી

વાદળી

ઝેલેનમી

પીળો

નારંગીમી

લાલ

4. ગણતરી કરો સંબંધિત ભૂલસૂત્ર અનુસાર દરેક રંગ માટે પ્રયોગ કરો

લેબોરેટરી વર્ક નંબર 43

કલમ 5.ઓપ્ટિક્સ

વિષય 5.2.પ્રકાશના તરંગ ગુણધર્મો

લેબ શીર્ષક: વિવર્તન જાળીનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશની તરંગલંબાઇ નક્કી કરવી

શીખવાનો ઉદ્દેશ:વિવર્તન સ્પેક્ટ્રમ મેળવો, પ્રકાશની તરંગલંબાઇ નક્કી કરો વિવિધ રંગો

શીખવાના ઉદ્દેશ્યો:હસ્તક્ષેપ પેટર્નનું અવલોકન કરો, પ્રથમ અને બીજા ક્રમના સ્પેક્ટ્રા મેળવો, વાયોલેટ પ્રકાશ અને લાલ પ્રકાશના સ્પેક્ટ્રમની દૃશ્યમાન સીમાઓ નક્કી કરો અને તેમની તરંગલંબાઇની ગણતરી કરો.

સલામતીના નિયમો:અમલ દરમિયાન ઓફિસમાં આચાર કરવા માટેના નિયમો વ્યવહારુ પાઠ

માનક સમય: 2 કલાક

ત્રીજી પેઢીના ફેડરલ સ્ટેટ શૈક્ષણિક ધોરણોમાં જાહેર કરાયેલ શૈક્ષણિક પરિણામો:

વિદ્યાર્થીએ જ જોઈએ

સક્ષમ થાઓ:પ્રકાશની તરંગલંબાઇ માપો, પ્રાયોગિક ડેટાના આધારે તારણો કાઢો

જાણો:વિવર્તન ગ્રેટિંગ ડિઝાઇન, ગ્રેટિંગ સમયગાળો, મેક્સિમાની રચના માટેની શરતો

વ્યવસાય ઉપલબ્ધતા

માર્ગદર્શિકાપ્રયોગશાળા પાઠ પૂર્ણ કરવા માટે

લેબોરેટરી નોટબુક, પેન્સિલ, શાસક, પ્રકાશની તરંગલંબાઇ નક્કી કરવા માટેનું ઉપકરણ, ઉપકરણ માટે સ્ટેન્ડ, વિવર્તન જાળી, પ્રકાશ સ્ત્રોત.

પાઠ ચલાવવા માટેની પ્રક્રિયા:વ્યક્તિગત કાર્ય

સૈદ્ધાંતિક પૃષ્ઠભૂમિ

પ્રકાશનો સમાંતર કિરણ, વિવર્તન ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી ઝીણી. દખલ કરતા પ્રકાશના માર્ગમાં મૂકવામાં આવેલી સ્ક્રીન પર હસ્તક્ષેપ પેટર્ન જોઈ શકાય છે. સ્ક્રીન પરના બિંદુઓ પર પ્રકાશ મેક્સિમા જોવા મળે છે. જેના માટે શરત પૂરી થાય છે:  = n (1)

 - તરંગ પાથ તફાવત;  - પ્રકાશ તરંગલંબાઇ, n - મહત્તમ સંખ્યા. કેન્દ્રિય મહત્તમને શૂન્ય કહેવામાં આવે છે: તેના માટે  = 0. તેની ડાબી અને જમણી બાજુએ ઉચ્ચ ઓર્ડરની મહત્તમ સંખ્યા છે.

મહત્તમ (1) ની ઘટના માટે શરત અલગ રીતે લખી શકાય છે: n = ડીપાપ

આકૃતિ 1

અહીં d એ વિવર્તન જાળીનો સમયગાળો છે,  એ કોણ છે જેના પર

પ્રકાશ મહત્તમ (વિવર્તન કોણ). વિવર્તન ખૂણા નાના હોવાથી, તેના માટે આપણે Sin  = tan , અને tan  = a/b આકૃતિ 1 લઈ શકીએ છીએ, તેથી n = ડીA/b (2)

આ સૂત્રનો ઉપયોગ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ નક્કી કરવા માટે થાય છે.

માપના પરિણામે, એવું જાણવા મળ્યું કે લાલ પ્રકાશ માટે λcr = 8 10-7 m, અને વાયોલેટ પ્રકાશ માટે - λph = 4 10-7 m.

પ્રકૃતિમાં કોઈ રંગો નથી, ફક્ત વિવિધ તરંગલંબાઇના તરંગો છે

સૂત્ર (1) નું વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે પ્રકાશ મેક્સિમાની સ્થિતિ મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશની તરંગલંબાઇ પર આધારિત છે: તરંગલંબાઇ જેટલી લાંબી છે. વધુમાં મહત્તમ શૂન્યથી છે.

સફેદ પ્રકાશ રચનામાં જટિલ છે. તેના માટે શૂન્ય મહત્તમ સફેદ પટ્ટી છે, અને ઉચ્ચ ઓર્ડરનો મહત્તમ રંગ રંગીન સમૂહ છે.

બેન્ડ્સ, જેની સંપૂર્ણતાને સ્પેક્ટ્રમ  અને  આકૃતિ 2 કહેવામાં આવે છે

આકૃતિ 2

ઉપકરણમાં સ્કેલ 1, સળિયા 2, સ્ક્રુ 3 સાથે બારનો સમાવેશ થાય છે (તમે બારને અનુરૂપ ગોઠવી શકો છો વિવિધ ખૂણા). બાજુના ગ્રુવ્સમાં બારની સાથે, તમે સ્ક્રીન 5 સાથે સ્લાઇડર 4 ને ખસેડી શકો છો. બારના અંતમાં એક ફ્રેમ 6 જોડાયેલ છે, જેમાં વિવર્તન ગ્રુવ્સ નાખવામાં આવે છે, આકૃતિ 3

આકૃતિ 4

આકૃતિ 3 વિવર્તન જાળી

વિવર્તન જાળીપ્રકાશને સ્પેક્ટ્રમમાં વિઘટિત કરે છે અને તમને પ્રકાશની તરંગલંબાઇને ચોક્કસ રીતે નિર્ધારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે

આકૃતિ 5

વર્ક ઓર્ડર

ઇન્સ્ટોલેશન એસેમ્બલ કરો, આકૃતિ 6

પ્રકાશ સ્ત્રોત ઇન્સ્ટોલ કરો અને તેને ચાલુ કરો.

વિવર્તન જાળીમાંથી જોઈને, ઉપકરણને લેમ્પ તરફ નિર્દેશ કરો જેથી કરીને ઉપકરણ સ્ક્રીનની વિન્ડોમાંથી દીવા ફિલામેન્ટ દૃશ્યમાન થાય.

સ્ક્રીન ઇન્સ્ટોલ કરવું શક્ય છે વધુ અંતરવિવર્તન જાળીમાંથી.

બાર સ્કેલનો ઉપયોગ કરીને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ સ્ક્રીનથી ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગ સુધીનું અંતર b માપો.

સ્ક્રીન સ્કેલના શૂન્ય વિભાગ (0) થી વાયોલેટ પટ્ટાના મધ્ય સુધીનું અંતર નક્કી કરો બંને ડાબી બાજુએ "a l" અને જમણી બાજુ "a p" ક્રમના સ્પેક્ટ્રા માટે , આકૃતિ 4 અને સરેરાશ મૂલ્યની ગણતરી કરો, a sr

 ક્રમના સ્પેક્ટ્રમ સાથે પ્રયોગનું પુનરાવર્તન કરો.

વિવર્તન સ્પેક્ટ્રમના લાલ બેન્ડ માટે સમાન માપન કરો.

સૂત્ર (2) નો ઉપયોગ કરીને,  અને  ઓર્ડરના સ્પેક્ટ્રા માટે વાયોલેટ પ્રકાશની તરંગલંબાઇ,  અને  ઓર્ડરની લાલ પ્રકાશની તરંગલંબાઇની ગણતરી કરો.

કોષ્ટક 1 માં માપન અને ગણતરીઓના પરિણામો દાખલ કરો

એક નિષ્કર્ષ દોરો

કોષ્ટક નં. 1

એકીકરણ માટે પ્રશ્નો સૈદ્ધાંતિક સામગ્રીથી પ્રયોગશાળા પાઠ

શા માટે સફેદ પ્રકાશના વિવર્તન વર્ણપટનો શૂન્ય મહત્તમ સફેદ પટ્ટો છે અને મહત્તમ ઉચ્ચ ઓર્ડર રંગીન પટ્ટાઓનો સમૂહ છે?

મેક્સિમા શૂન્ય મહત્તમની ડાબી અને જમણી બાજુએ શા માટે સ્થિત છે?

સ્ક્રીન પર કયા બિંદુઓ પર , ,  મેક્સિમા પ્રાપ્ત થાય છે?

મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશના કિસ્સામાં હસ્તક્ષેપ પેટર્નનો દેખાવ શું છે?

સ્ક્રીન પર કયા બિંદુઓ પર લઘુત્તમ પ્રકાશ પ્રાપ્ત થાય છે?

પ્રકાશ કિરણોત્સર્ગના માર્ગમાં શું તફાવત છે ( = 0.49 µm), વિવર્તન વર્ણપટમાં 2જી મહત્તમ આપે છે? આ રેડિયેશનની આવર્તન નક્કી કરો

વિવર્તન જાળી અને તેના પરિમાણો.

દખલગીરી અને પ્રકાશના વિવર્તનની વ્યાખ્યાઓ.

વિવર્તન જાળીમાંથી મહત્તમ પ્રકાશ માટેની શરતો.

પૂર્ણ થવા પર વ્યવહારુ કામવિદ્યાર્થીએ સબમિટ કરવું આવશ્યક છે:- માં ચલાવવામાં આવ્યો પ્રયોગશાળા નોટબુકઉપરોક્ત જરૂરિયાતો અનુસાર કાર્ય કરો.
સંદર્ભો:

V. F. Dmitrieva ફિઝિક્સ ફોર પ્રોફેશન્સ અને ટેકનિકલ વિશેષતાઓ એમ.: પબ્લિશિંગ હાઉસ એકેડેમી - 2016

આર. એ. ડોન્ડુકોવા માધ્યમિક વ્યાવસાયિક શિક્ષણ માટે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પ્રયોગશાળાના કાર્ય માટે માર્ગદર્શન એમ.: ઉચ્ચ શાળા, 2000

પ્રશ્નો અને સોંપણીઓ સાથે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં પ્રયોગશાળાનું કાર્ય

ઓ.એમ. તારાસોવ એમ.: ફોરમ-ઇન્ફા-એમ, 2015