Гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох аргатай танилцана уу. Дифракцийн тор ашиглан гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох

Лабораторийн ажил No6

Гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох

Ажлын зорилго : Гэрлийн долгионы уртыг дифракцийн тор ашиглан тодорхойлно.

Тоног төхөөрөмж:

үүн дээр заасан хугацаа бүхий дифракцийн тор;

хэмжих суурилуулалт;

хагас дамжуулагч лазер (лазер заагч).

Ажлын явц

Энэ ажилд гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлохын тулд бид ашигладаг дифракцторцэгтэй (хугацааг хэш тэмдэг дээр заасан). Энэ нь 1-р зурагт үзүүлсэн хэмжих хэрэгслийн үндсэн хэсэг юм .

Лабораторийн ажил эхлэхийн өмнө дэлгэцийг вандан сандал дээр байрлуулснаар лазерыг товчлуураар асаахад улаан цэг нь дэлгэцийн хуваарийн тэг хуваагдалтай давхцдаг.

Дифракцийн сараалжтай хүрээг эзэмшигчид байрлуулж, лазерыг асаана. Дэлгэц дээр сараалжны янз бүрийн зүсэлтээс нэг чиглэлд гарч ирдэг максимум ба минимумын загвар үүсдэг. Энэ зураг нь төв цэгээс тэгш хэмтэй цацарч буй тод улаан цэгүүдийн цувралыг харуулж байна - тэг дээд цэг. Дифракцийн торыг өөрчилснөөр нэг миллиметр дэх шугамын тооноос хамаарч дифракцийн загвар хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг ажигла.

руу) дэлгэцийн масштабын бүх миллиметрийн хуваагдалтай яг таарч, зайг хэмжинэ бүүнээс төв дээд хэмжээ хүртэл. Зайг тодорхойл Авандан сандал дээрх захирагчийн дагуу дэлгэцээс баар хүртэл.

Долгионы уртыг дараах томъёогоор тодорхойлно.
,

Үүнд: d - сараалжтай үе; -спектрийн дараалал;

- харгалзах өнгөний хамгийн их гэрэл ажиглагдах өнцөг;

1 ба 2-р эрэмбийн максимум ажиглагдах өнцөг нь 5 0-ээс хэтрэхгүй тул өнцгийн синусын оронд тэдгээрийн шүргэгчийг ашиглаж болно.

Зураг 2-оос харахад энэ нь тодорхой байна
.

Зай сараалжаас дэлгэц хүртэл захирагчийн дагуу тоологддог, b зай - дэлгэцийн хуваарь дээр зүсэлтээс сонгосон спектрийн шугам хүртэл.

ТУХАЙ

долгионы уртыг тодорхойлох эцсийн томъёо нь:

Хэмжилт, тооцооллын үр дүнг бүртгэх хүснэгт бүхий тайлангийн маягт бэлтгэх.

Цуглуулна хэмжих тохиргоо, дэлгэцийг сараалжаас дурын зайд суулгана.

Цуврал максимумуудын чанарын зургийг ажигласны дараа гулсагчийг вандан сандлын ховилын дагуу хөдөлгөж, хамгийн их нь (түүний тоог бичнэ үү) руу) дэлгэцийн масштабын бүх миллиметрийн хуваагдалтай яг таарч, түүнээс төв хүртэлх хамгийн их зай хүртэлх b зайг хэмжинэ.

1-р эрэмбийн спектрийн өнгөт туузны төвүүдийн байрлалыг тодорхойлно.

Хүснэгтэнд өгөгдлийг оруулна уу.

Хэмжилтийн өгөгдлөөс долгионы уртыг тооцоол

Хүлээн авсан үр дүнг спектрийн харагдах хэсгийн долгионы уртын хүснэгтийн утгатай харьцуулна уу.

Туршилтыг өөр дифракцийн тороор хийж, олж авсан үр дүнг бие биетэйгээ болон хүснэгтийн үр дүнтэй харьцуулна уу.

Нүдэнд гэмтэл учруулахгүйн тулд лазер туяаг хүний ​​нүүр рүү чиглүүлэхийг хатуу хориглоно.

Аюулгүй байдлын асуулт:

Дифракцийн спектр нь дисперсийн спектрээс юугаараа ялгаатай вэ?

Ажлын зорилго: Дифракцийн тор ашиглан гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлно.

Тоног төхөөрөмж:

1. Захирагч, дифракцийн сараалжтай хавтан, ангархайтай гулсагчаас бүрдсэн гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох төхөөрөмж.

2. Tripod.

3. Залгуурт 42 В чийдэн.

Товч онол

Мэдэгдэж байгаагаар бол гэрэл юм цахилгаан соронзон долгион , гэрлийн долгионы уртаар тодорхойлогддог. Дифракцийн тор нь тодорхой долгионы урттай гэрлийг янз бүрийн долгионы урттай гэрлээс салгах, эсвэл тэдний хэлснээр гэрлийг түүний спектрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задлах үйлчилгээ үзүүлдэг.. Ажлын үндэс дифракцийн торгэрлийн дифракц, интерференцийн үзэгдлүүд үйлчилдэг бөгөөд энэ нь мөн долгионы шинж чанаргэрэл нь дээрх хоёр үзэгдэл үүсэхэд хүргэдэг.

Дифракци гэдэг нь гэрлийн тархалт шулуун шугамаас шулуун шугаман байсан бол сүүдэр үүсэх талбай руу шилжих хазайлт юм.

Хөндлөнгийн нөлөөлөл нь гэрлийн цацрагийг нэмж, цайвар, харанхуй судлууд үүсэхэд хүргэдэг.

Дифракци.Гэрэл нь тунгалаг бус саад тотгор бүхий тунгалаг материалаар эсвэл тунгалаг бус материалын жижиг нүхээр дамжин өнгөрөх үед дифракци үүсдэг.

Хоёр төрлийн дифракц байдаг: гэрлийн зэрэгцээ цацрагт дифракц эсвэл Фраунхоферын дифракцба сарниж буй гэрлийн цацраг дахь дифракц - Френель дифракц. Эхний тохиолдолд дифракцийн хэв маягийг ажиглах нарны туяа, эдгээр нь параллель, эсвэл хамгийн энгийн оптик систем болох гүдгэр линз ашиглан зэрэгцээ гэрлийн цацраг үүсгэдэг. Хоёр дахь тохиолдолд цэгийн гэрлийн эх үүсвэр, жишээлбэл, жижиг спираль хэмжээтэй чийдэнг ашигладаг.

Фраунхоферын дифракцийн ажиглалтын схемийг Зураг дээр үзүүлэв. 1.

Зураг 1. Фраунхоферын дифракц.

тохиолдолд шулуун шугаман тархалтгэрэл буюу линз 1-ээс үүссэн параллель цацраг туяа, тунгалаг бус дэлгэцийн 1-ийн дугуй нүхээр дамжиж, фокусын линз 2-оор дамжин нэг цэгт нийлэх шаардлагатай болно. Гэсэн хэдий ч 2-р дэлгэц дээрх дифракцийн улмаас ээлжлэн гэрэл ба бараан цагиргуудаас бүрдэх нарийн төвөгтэй дифракцийн хэв маягийг олж авдаг.

Хөндлөнгийн оролцоо. At хөндлөнгийн оролцооижил долгионы урттай гэрлийн долгионууд бэхжүүлэхцэг дээр ирэхэд бие биенээ ижил үе шатанд ажиглалт хийх, Мөн сулрахбие биенээ хэзээ антифазад орно . Интерференцийн үзэгдлийн мөн чанарыг 2-р зурагт тайлбарлав.

Цагаан будаа. 2. 2 эх сурвалжийн хөндлөнгийн оролцоо.

B 1 ба B 2 цэгийн гэрлийн эх үүсвэрүүд нь бие биенээсээ t зайд байрладаг. Хэлбэлзэл цахилгаан соронзон оронижил үе шатанд эдгээр цэгүүдэд тохиолддог. Дэлгэц дээрх А ба С цэгүүдэд хөндлөнгийн оролцоо (өөрөөр хэлбэл чичиргээ нэмэх, хасах) ажиглагдаж байна. хол зай L-ийн эсрэг t ба l. Оптикийн хувьд долгионыг хамгийн их өсгөхийн тулд замын ялгаа (жишээлбэл, эх үүсвэрээс ажиглалтын цэг хүртэлх зайны зөрүү) дараахь нөхцлийг хангасан байх ёстой.

,

болон долгионы хамгийн их унтралтанд:

, Хаана n- бүхэл тоо.

Зураг дээрээс. 2 та цус харвалтын зөрүүг тодорхойлж болно. Дараа нь өмнөх тэгшитгэлийг ашиглан бид гэрлийн судлууд нь А цэгээс хол зайд, цайвар судал хоорондын зай нь , харин бараан судлууд нь цайвар өнгийн хооронд байрлаж болно. А цэг дээр замын зөрүү тэг байх нь тодорхой бөгөөд энэ үед B 1 ба B 2 гэрлийн эх үүсвэрээс нэмэлт хэлбэлзэл ажиглагдаж байна.

Дифракцийн тор. Тунгалаг бус туузаар тусгаарлагдсан хэд хэдэн тунгалаг ангархай гэж нэрлэдэг дифракцийн тор. Дифракцийн торыг ашиглах үед нэг ангархай дээр үүссэн дифракцийн загвар нь илүү төвөгтэй болдог, учир нь үүнээс гадна дифракцХагарал бүрт бас байдаг хөндлөнгийн оролцоогэрлийн эх үүсвэр гэж үзэж болох хагарлаас үүссэн гэрлийн долгион. Дэлгэц дээр гэрлийн хамгийн их ба хамгийн бага хэмжээ гарч ирэх бөгөөд гол максимум нь өнцгөөр харагдана j, хамаарлыг хангах , сүлжээний үе хаана байна нийлбэртэй тэнцүү байназавсар ба туузны өргөн. 1-р максимумын байрлалыг илэрхийллээр тодорхойлно

(1)-ээс харахад өгөгдсөн дифракцийн торны хувьд 1-р максимумын байрлал өөр өөр долгионы уртад өөр байх нь тодорхой байна: гэрлийн долгионы урт урт байх тусам илүү том өнцөгтуссан гэрлийн цацрагийн чиглэлээс ажиглагдсан максимумын хазайлт.

Ажлын хөтөлбөр

Төхөөрөмжийн диаграммыг 3-р зурагт үзүүлэв.

Зураг 3. Долгионы уртыг тодорхойлох төхөөрөмж.

1. Гэрлийн чийдэнг асаана.

2. Дифракцийн тороор харахад төхөөрөмжийг гэрлийн чийдэн рүү чиглүүлснээр чийдэнгийн утас нь гулсагч дахь үүрээр харагдах болно. Хөдөлгүүрийн хар дэвсгэр дээр хоёр талдаа тэг нь харагдах ёстой дифракцийн спектрүүд, судалтай өөр өөр өнгө. Хэрэв судал нь масштабтай параллель биш бол энэ нь судал нь сараалж дээрх баартай параллель биш гэсэн үг юм. Энэ тохиолдолд та дифракцийн тор эсвэл гэрлийн чийдэнг бага зэрэг эргүүлэх хэрэгтэй. Төхөөрөмжийг аюулгүй болго.

3. Слайдер дээрх үүрнээс (тэг) масштабын зүүн талын улаан тууз хүртэлх зайг тодорхойлно.

4. Слайдер дээрх үүрнээс (тэг) масштабын баруун талд байгаа улаан зураас хүртэлх зайг тодорхойлно. Энэ утгыг хүснэгтэд бичнэ үү.

5. Улаан судал хүртэлх дундаж зайг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Энэ утгыг хүснэгтэд бичнэ үү.

6. Гулсагч дээрх үүрнээс (тэг) масштабын зүүн талд байгаа нил ягаан судал хүртэлх зайг тодорхойлно. Энэ утгыг хүснэгтэд бичнэ үү.

7. Слайдер дээрх үүрнээс (тэг) масштабын баруун талд байгаа нил ягаан судал хүртэлх зайг тодорхойлно. Энэ утгыг хүснэгтэд бичнэ үү.

8. Нил ягаан өнгийн судал хүртэлх дундаж зайг дараах томъёогоор тодорхойлно.

Энэ утгыг хүснэгтэд бичнэ үү.

9. Дифракцийн тороос хөдөлгүүр хүртэлх зайг тодорхойлно. Энэ утгыг хүснэгтэд бичнэ үү.

Ажлын зорилго: Янгийн интерференцийн арга ба Френель бипризм ашиглан уялдаа холбоотой гэрлийн эх үүсвэрийг олж авах, гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох аргуудтай танилцах.

Төхөөрөмж ба дагалдах хэрэгсэл: : гар чийдэн бүхий оптик вандан сандал, нүдний шил-микрометр, давхар ангархай бүхий хавтан суурилуулах ширээ, цуглуулагч линз, шилэн шүүлтүүрийн багц, Френель бипризм.

Дасгал 1.

Залуугийн арга.

S цэгээс (Зураг 13) монохромат бөмбөрцөг хэлбэрийн гэрлийн долгион тархдаг бөгөөд энэ нь хавтангийн маш жижиг, хоорондоо ойр зайтай хоёр ангархай дээр унадаг. Гюйгенсийн зарчмын дагуу эдгээр хоёр нүх нь гэрлийн чичиргээний бие даасан эх үүсвэр юм; Эдгээр эх үүсвэрээс уялдаа холбоотой долгионууд гарч ирнэ.

Хавтангийн ард ууссан хөндлөнгийн оролцоо байдаг когерент долгион, тэдгээрийн эх үүсвэр нь цоорхой ба .

At мэдэгдэж байгаа зайуялдаатай эх үүсвэрээс дэлгэц E 2 болон – томъёоны дагуу эх үүсвэрүүдийн хооронд (2.6) Интерференцийн ирмэгийн өргөнийг хэмжих замаар гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох боломжтой.

Ажлын дараалал

1. Гэрлийн эх үүсвэрээс хол зайд давхар ангархайтай хавтанг байрлуулж, асаана. Давхар ангархай хавтанг оптик вандан сандал руу перпендикуляр хөдөлгөснөөр нүдний шилний интерференцийн ирмэгүүд үүсдэг. Давхар ангархай хавтанг хөдөлгөснөөр бид хөндлөнгийн ирмэгүүд тод, тод байхыг баталгаажуулдаг.

2. Харанхуй хоорондох зайг хэмжинэ. Тодорхойлолтыг илүү нарийвчлалтай болгохын тулд алслагдсан боловч тодорхой харагдах судал хоорондын зайг хэмжиж, тэдгээрийн хоорондох гэрлийн туузны тоогоор хуваах шаардлагатай.

4. Туршилтыг өөр өөр шүүлтүүрээр хэд хэдэн удаа давтана

5. Үр дүнг хүснэгтэд бичээд алдааг тооцоол.

6. Үр дүнг харьцуулах хүснэгтийн утгууддүгнэлт гаргах.

Дасгал 2.

Френель бипризм арга

Гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлохын тулд (2.6) томъёог ашиглана.

Энэ томьёог ашиглан долгионы уртыг туршилтаар тодорхойлж болно монохромат гэрэл. Энэ ажилд ∆ xмасштабаар тооцсон микрометрийн нүдний шил(дээрээс үзнэ үү). Зай ттөсөөлөлтэй эх сурвалжуудын хооронд С 1 ба С 2 хэмжсэн шууд бус арганэгдэх линз ашиглан (Зураг 15).

Эпиграф:

"Би нэг туршлагыг зөвхөн төсөөллөөс үүдэлтэй мянган үзэл бодлоос илүү үнэлдэг."
М.Ломоносов.

Хичээлийн зорилго:

1. Чадварыг хөгжүүлэх.
   Тооцооллыг шийдвэрлэхэд судалж буй материалыг ашиглах чадвар ба практик асуудлууд. Өргөдөл гаргах боломжтой байх математикийн мэдлэгфизикийн хуулиудад.
2. Үнэт зүйлийг бий болгох.
   Цагаан гэрэлтэй нарийн төвөгтэй бүтэц, байгаль дахь өнгөний олон янз байдлыг аль нь тайлбарлаж болохыг мэдэх. Дифракцийн тор эсвэл призм ашиглах цагаан гэрэлулаан, улбар шар, шар, ногоон, хөх, индиго, ягаан гэсэн долоон үндсэн өнгөнөөс бүрдэх спектр болгон задалж болно.
3. Хүрээлэн буй орчинд зохистой зан үйл.
   Бидний гадна талд байгальд өнгө байхгүй, зөвхөн өөр өөр урттай долгион байдаг. Нүд нь гэрлийн долгионы уртын бага зэрэг (ойролцоогоор 10-6 см) зөрүүтэй тохирох өнгөний ялгааг илрүүлэх чадвартай нарийн төвөгтэй оптик төхөөрөмж юм.

Хүлээгдэж буй үр дүн:

1. Суралцагчдад судлагдсан томъёололтой ажиллах ур чадвар, практик ажил гүйцэтгэх чадварыг бий болгох.
2. Үр дүнг тооцоолохын тулд математикийн мэдлэгийг ашигла туршилтын даалгавар.
3. Оюутны нэмэлт болон лавлах ном зохиолтой ажиллах чадвар, ур чадвар.

1. Гүйцэтгэхийн тулд судалж буй материалыг ашиглах тестийн даалгавар
2. "Фраунхоферийн дифракц" хэсгээс харах урд талын яриаэнэ материал дээр (асуултуудыг самбар дээр бичсэн).
3. Самбар дээр ажиллах. Г.Н.Степановагийн физикийн асуудлын цуглуулгаас 2405-р асуудлын шийдэл.
4. Гүйцэтгэл туршилтын ажил"Гэрлийн долгионы уртыг (тодорхой өнгөний хувьд) дифракцийн тор ашиглан тодорхойлох" сэдвээр.
5. А.С.Эночовичийн физик, технологийн лавлах номтой ажиллах. Хүлээн авсан үр дүнг лавлах номны өгөгдөлтэй харьцуулах, туршилтын үр дүнг нэгтгэх.
6. Хичээлийг дүгнэж байна. Ялгаатай гэрийн даалгавар өгөх.

Хичээлийн зорилго:

• Боловсролын : Өмнөх хичээлүүдэд сурсан томъёог давтаж, математикийн мэдлэгийг тооцооллын асуудлыг шийдвэрлэхэд ашиглах. Дифракцийн сараалж ашиглан гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох туршилтын ажил болон асуудлыг шийдвэрлэхдээ судалсан материалыг ашиглана.
• Боловсролын: Хөгжүүлэх танин мэдэхүйн сонирхолОюутнууд, логик сэтгэн бодох, ерөнхийлэх чадвар. Физик, математикийн хичээлд суралцах хүсэл эрмэлзэл, сонирхлыг хөгжүүлэх. Физик, математикийн хоорондын уялдаа холбоог олж харах чадварыг хөгжүүлэх. Оюутнуудын гол зүйлийг тодруулах, даалгаврын нөхцөл байдалд дүн шинжилгээ хийх, аман болон бичгийн ярианы соёлыг хөгжүүлэх.
• Боловсролын Оюутны хөдөлмөрийг хайрлах, зорилгодоо хүрэх тууштай байдал, хосоороо ажиллах чадварыг төлөвшүүлэх. Математикийн тооцооллын соёлыг төлөвшүүлэх. Бие биенээ хүндэтгэх.

Хичээлийн явц.

1. Судалсан материалыг давтах, нэгтгэх

Цагаан гэрэл нь байгалийн өнгөний олон янз байдлыг тайлбарлаж чаддаг нарийн төвөгтэй бүтэцтэй байдаг. Дифракцийн тор эсвэл призм ашиглан цагаан гэрлийг улаан, улбар шар, шар, ногоон, хөх, индиго, ягаан гэсэн долоон үндсэн өнгөнөөс бүрдэх спектр болгон хувааж болно. Бидний гадна талд байгальд өнгө байхгүй, зөвхөн өөр өөр урттай долгион байдаг. Нүд нь гэрлийн долгионы уртын бага зэрэг (ойролцоогоор 10-6 см) зөрүүтэй тохирох өнгөний ялгааг илрүүлэх чадвартай нарийн төвөгтэй оптик төхөөрөмж юм. Өмнөх хичээлүүдээс бид гэрлийн долгионы шинж чанаруудын талаар олж мэдсэн: интерференц, дисперс, дифракц, туйлшрал.

Өнөөдөр бид практик дээр олж авсан мэдлэгээ нэгтгэн дүгнэх болно. Гэхдээ эхлээд бид төхөөрөмж, үйл ажиллагааны зарчимтай танилцсан өмнөх хичээлийн материалыг эргэн санах болно. оптик төхөөрөмж- дифракцийн тор.

2. “Дифракцийн тор” сэдвээр илтгэл тавих.

Дифракцийн тор нь дифракцийн үзэгдэл дээр суурилдаг бөгөөд энэ нь их тоотунгалаг бус орон зайгаар тусгаарлагдсан маш нарийн ан цавууд. ( Хавсралт 1, слайд 2)

Ил тод ангархайн өргөн нь тэнцүү байна А, мөн тунгалаг ангархайн өргөн нь тэнцүү байна б.

a +b =г,d -дифракцийн торны үе.

Ингээд авч үзье анхан шатны онолдифракцийн тор. Сараалж дээр λ урттай хавтгай монохромат долгион тусгаарай. (Хавсралт 1, слайд 3).
Хагархай дахь хоёрдогч эх үүсвэрүүд үүсдэг гэрлийн долгион, бүх чиглэлд тархсан.

Хагарлаас ирж буй долгионууд бие биенээ бэхжүүлэх нөхцөлийг олцгооё. Үүний тулд φ өнцгөөр тодорхойлсон чиглэлд тархах долгионыг авч үзье.
Зэргэлдээ ангархайн ирмэгээс долгионы хоорондох замын ялгаа нь сегментийн урттай тэнцүү байна АС . Хэрэв энэ сегмент нь бүхэл тооны долгионы уртыг агуулж байвал бүх ангархайн долгионууд нэмэгдэж, бие биенээ бэхжүүлнэ. Гурвалжингаас ABCта хөлний уртыг олох боломжтой АС:
AC=ABsinφ.

Дээд тал нь өнцгөөр ажиглагдах болно φ , нөхцөлөөр тодорхойлогддог

г*sinφ =k * λ

Гүйцэтгэх үед үүнийг санаж байх ёстой энэ нөхцөлХагархайн бусад бүх цэгээс ирж буй долгион нь олширч байна. Эхний ангарлын цэг бүр нь эхний цэгээс d зайд байрлах хоёр дахь ангархайн цэгтэй тохирч байна. Иймээс эдгээр цэгүүдээс ялгарах хоёрдогч долгионы замын ялгаа нь тэнцүү байна k * λ, мөн эдгээр долгионууд харилцан нэмэгддэг.
Цуглуулагч линзийг сараалжны ард байрлуулж, ард нь дэлгэцтэй фокусын уртлинзээс. Линз нь нэг цэгт параллель туяаг төвлөрүүлдэг бөгөөд энэ үед долгионууд нэгдэж, харилцан олшролт үүсдэг. Өнцөг φ , нөхцөлийг хангаж, дэлгэц дээрх максимумуудын байрлалыг тодорхойлно.

Максимуудын байрлалаас хойш (төвөөс бусад нь харгалзах k = 0) долгионы уртаас хамаардаг, сараалж нь цагаан гэрлийг спектр болгон задалдаг (хоёр ба гуравдахь эрэмбийн спектрүүд давхцдаг). Илүү их λ , өгөгдсөн долгионы уртад тохирох тодорхой максимум нь төв максимумаас цааш байрлана. Утга бүр өөрийн гэсэн спектртэй байдаг. Максимумуудын хооронд гэрэлтүүлгийн минимумууд байдаг. Яаж илүү их тооцоорхойтой байх тусам максимумууд нь илүү тод тодорхойлогддог ба тэдгээрийн минимумууд илүү өргөн байх болно. (Хавсралт 1, слайд 4) Сараалж дээр унах гэрлийн энерги түүгээр дахин хуваарилагдаж ихэнх хэсэг нь максимум дээр, багахан хэсэг нь минимум дээр тусдаг.
Дифракцийн тор ашиглан долгионы уртыг маш нарийн хэмжиж болно. Хэрэв сараалжтай үе нь мэдэгдэж байгаа бол долгионы уртыг тодорхойлох нь өнцгийг хэмжих хүртэл буурдаг φ , дээд тал руу чиглэсэн чиглэлтэй тохирч байна. (Хавсралт 1, слайд 5)

d * sin φ =k * λ

λ =, учир нь өнцөг нь жижиг, дараа нь sin φ = tan φ

tan φ =, дараа нь λ =,

Дифракцийн торны жишээнд: бидний сормуус, тэдгээрийн хоорондох зай нь бүдүүлэг дифракцийн сараалжтай байдаг (Хавсралт 1, слайд 6) Тиймээс, хэрэв та хурц гэрлийн эх үүсвэр рүү нүдээ цавчих юм бол солонгын өнгийг харж болно. Цагаан гэрэл нь сормуусны эргэн тойронд дифракцийн нөлөөгөөр спектр болж задардаг. Ховилууд хоорондоо ойрхон байрладаг лазер диск нь цацруулагч дифракцийн сараалжтай төстэй юм. Хэрэв та гэрлийн чийдэнгээс туссан гэрлийг харвал гэрлийн задралыг спектр болгон олж харах болно. Харгалзах хэд хэдэн спектрийг ажиглаж болно өөр өөр утгатай к. Гэрлийн чийдэнгийн гэрэл хавтан дээр том өнцгөөр тусвал зураг маш тодорхой болно.

3. Туршилтын даалгавар гүйцэтгэх.

Сонголт I.

1. 
   А.ν 1 = ν 2
   Б. Δφ = 0
   IN.Δφ = const
   Г.ν 1 = ν 2, Δφ = const
2. λ ℓ 1 Тэгээд ℓ 2 М цэгээс. ( Зураг 1) М цэг дээр дараахь зүйл ажиглагдаж байна.
   А.Хамгийн их;
   Б.Хамгийн бага;
   IN.Хариулт нь хоёрдмол утгатай;
   Г.
3. n 1 n 2. хооронд ямар холбоотой вэ n 1Тэгээд n 2?
   А. n 1< n 2
   Б. n 1 = n 2
   IN. n 1 > n 2
   Г. хариулт нь хоёрдмол утгатай
4. г λ φ , аль дор эхний гол максимум ажиглагдаж байна вэ?
   А. sinφ =λ/d
   Б. sinφ =d/λ
   IN. cos φ= λ/d
   ХАМТ. cos φ= d/λ
5. 
   А.
   Б.Дифракци дууны долгион, учир нь . λдуу >> λгэрэл
   IN. λ дуу<< λсв .
   Г.
6. 
   А. А
   Б. б
   IN. эсвэл дискний хэмжээнээс хамааран a эсвэл b.

Iби сонголт.

1. Гэрлийн долгион нь уялдаатай байна, хэрэв:
   А.ν1 = ν2 , Δφ = const Б.ν1 = ν2 IN. Δφ = 0 Г. Δφ = const
2. Долгионы урттай хоёр уялдаатай эх үүсвэр λ өөр өөр зайд байрладаг ℓ1 Тэгээд ℓ2 М цэгээс.( Зураг 2) М цэг дээр дараахь зүйл ажиглагдаж байна. А.Хамгийн их; Б.Хамгийн бага; IN.Хариулт нь хоёрдмол утгатай; Г. A-B хариултуудын дунд зөв хариулт байхгүй байна.
3. Хугарлын илтгэгчтэй шилэн гадаргуу дээр оптикийг "тодорхойлох" n1хугарлын илтгэгчтэй нимгэн тунгалаг хальсыг хэрэглэнэ n2. хооронд ямар холбоотой вэ n1Тэгээд n2?
   А. n1 = n2 Б. n1 > n2 IN. n1< n2 Г. хариулт нь хоёрдмол утгатай
4. Хугацаатай дифракцийн тор гдолгионы урттай ердийн гэрлийн туяагаар гэрэлтдэг λ . Дараах илэрхийллүүдийн аль нь өнцгийг тодорхойлдог φ , аль дор хоёр дахь үндсэн максимум ажиглагдаж байна вэ? А. sinφ = 2λ/d Б. sinφ =d/2λ IN. cos φ= 2λ/d ХАМТ. cos φ= d/2λ
5. Юу байна өдөр тутмын амьдралАжиглахад хялбар юу: дууны дифракци эсвэл гэрлийн долгион уу?
   А.Гэрлийн долгионы дифракци, учир нь λ дуу<< λсв .
   Б.Харааны организмын өвөрмөц байдлаас шалтгаалан гэрлийн долгионы дифракци - нүд.
   IN.Дууны долгионы дифракци, учир нь тэдгээр нь уртааш, гэрлийн долгион нь хөндлөн байдаг.
   Г.Дууны долгионы дифракци, учир нь . λдуу >> λгэрэл
   
6. Жижиг дискийг монохромат цагаан гэрлээр гэрэлтүүлэхэд дэлгэцэн дээр дифракцийн загвар ажиглагдана. Дифракцийн хэв маягийн төвд дараахь зүйл ажиглагдаж байна. А. цагаан толбо; б. хар толбо.
   А. А Б. б IN. эсвэл нүхний радиусаас хамаарч a эсвэл b.

"Фраунхоферийн дифракц"-ыг хэсэгчлэн үзэх.

Энэ материалын талаархи асуултууд:

1. Дифракцийн тор гэж юу вэ?
   Хариулт: Дифракцийн тор нь тунгалаг бус орон зайгаар тусгаарлагдсан олон тооны маш нарийн ангархайнуудын цуглуулга юм.
2. Призмээс үүссэн спектр нь дифракцийн спектрээс юугаараа ялгаатай вэ?
   Хариулт: Дифракцийн тор ба призм - спектрийн багажууд- спектр анализаторууд. Призм ашиглан олж авсан спектр нь богино долгионы хэсэгт илүү сунгагдсан, урт долгионы хэсэгт шахагдсан байдаг. Призм нь нил ягаан туяаг илүү хүчтэй хазайдаг. Дифракцийн тор нь улаан туяаг илүү хүчтэй хазайдаг, спектр нь бараг жигд байдаг.
3. Энэ нь юунаас хамаардаг вэ? өнцгийн зайдифракцийн спектр дэх максимумуудын хооронд?
   Хариулт: Дифракцийн спектр дэх максимумуудын хоорондох өнцгийн зай нь дифракцийн торны тогтмолоос хамаарна. Дифракцийн торны тогтмол нь бага байх тусам спектр хоорондын өнцгийн зай их болно.
4. Төхөөрөмжийн шийдвэрлэх чадварыг юу тодорхойлдог вэ?
   Хариулт: Спектрийн шугамын тод байдал нь ангарлын тоо ихсэх тусам илүү өргөн хүрээтэй байх тусам төхөөрөмжийн шийдвэрлэх хүчийг тодорхойлдог.
5. Ямар төрлийн торыг цацруулагч гэж нэрлэдэг вэ?
   Хариулт: Өнгөрсөн зууны сүүлчээс цацруулагч сараалж өргөн тархсан. Ийм сараалжуудад 1мм-т хэдэн мянга хүртэлх шугам байдаг. 1 мм-т илүү олон шугам байх тусам спектрийн өнцгийн өргөн их байх болно.
6. Та ямар төрлийн торыг мэддэг вэ?
   Хариулт: Мишельсон эшелон - алхамуудын ирмэг дэх дифракц;
   Хонхор бөмбөрцөг тор– линзгүй фокусын толь болдог;
   Загалмайлсан дифракцийн сараалжууд - спектрийг хоёр координат болгон задалдаг 2 хэмжээст дифракцийн бүтцийг үүсгэдэг;
   Эмх замбараагүй бүтэц (тоостой цонх) - солонгын цагираг үүсгэдэг;
   Хүний сормуус, тэдгээрийн хоорондох зай нь барзгар дифракцийн тор үүсгэдэг.
7. Дифракцийн тор ашигладаг оптик багажуудыг нэрлэ, тэдгээрийг шинжлэх ухааны ямар салбарт ашигладаг вэ?
   Хариулт: Дифракцийн торыг спектроскоп, спектрограф, тусгай микроскоп, одон орон, физик, хими, биологи, технологид, бодисын шингээлт, тусгалын спектрийг судлах, оптик шинж чанарыг судлахад ашигладаг. төрөл бүрийн материал, төрөл бүрийн бодисын экспресс шинжилгээнд зориулж үйлдвэрлэлд .

Бие биенээсээ богино зайд байрлах олон нарийн ан цавууд нь гайхамшигтай оптик төхөөрөмж - дифракцийн торыг бүрдүүлдэг. Сараалж нь гэрлийг спектр болгон хувиргаж, гэрлийн долгионы уртыг маш нарийн хэмжих боломжийг олгодог.

Туршилтын ажил руу шилжихээсээ өмнө дифракцийн тор ашиглан долгионы уртыг тодорхойлох асуудлыг шийдэж, ангархайгаас ирж буй долгионууд бие биенээ бэхжүүлэх нөхцөлийг тодорхойлох томъёог давтан хийнэ.

Асуудлыг шийдэж байна. Самбар дээр ажиллах.

№ 2405 – С.

0.02 мм-ийн хугацаатай дифракцийн сараалж ашиглан төвийн максимумаас 3.6 см-ийн зайд, сараалжаас 1.8 м-ийн зайд анхны дифракцийн дүрсийг авсан. Гэрлийн долгионы уртыг ол.

4. Туршилтын даалгаврыг гүйцэтгэх. Бүлгээр ажиллах.

Сэдэв: « Дифракцийн тор ашиглан гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох."

Туршилтын даалгавар: доор үзүүлсэн тохиргоог ашиглана Зураг 3, долгионы уртыг (заасан өнгө) тодорхойлно.

Зурагт анхаарлаа хандуулаарай (Хавсралт 1, слайд 7). Сүлжээ нь захирагч 1-ийн төгсгөлд бэхлэгдсэн 2-р тавиур дээр суурилагдсан. Захирагч дээр дунд хэсэгт нарийн босоо ангархай бүхий хар дэлгэц 3 байна. Дэлгэц болон захирагч дээр миллиметрийн масштабууд байдаг. Бүх тохиргоо нь tripod дээр суурилагдсан.

Ажлын дараалал:

1. Хэмжээг онилсон цоорхойгоор дээд тал руу нь хөдөлгөнө боломжит зайдифракцийн торноос. ( Хавсралт 2).
2. Төхөөрөмжийн тэнхлэгийг шулуун судалтай чийдэн рүү чиглүүлнэ. (энэ тохиолдолд дэнлүүний утас нь бамбайн нарийн харагдах судалтай байх ёстой. Ангархайны эхлээд зүүн, дараа нь баруун тийш анхааралтай ажигла. Энэ тохиолдолд ангархайн баруун ба зүүн талд масштабаас дээш хар дэвсгэр харагдах болно дифракцийн хэв маяг(спектр)).
3. Төхөөрөмжийг хөдөлгөхгүйгээр масштабыг ашиглан нэгдүгээр эрэмбийн спектрийн өнгөт туузны төвүүдийн байрлалыг тодорхойлно. Үр дүнг хүснэгтэд тэмдэглэ.
4. Хэмжилтийн өгөгдлөөс долгионы уртыг тооцоол. Лавлах номонд өгөгдсөн гэрлийн энэ өнгөний долгионы уртын утгатай харьцуул. Дүгнэлт хийх.

d * sin φ =k * λ

λ = d * sin φ/ k, учир нь өнцөг нь жижиг, дараа нь sin φ = tan φ

tan φ =, дараа нь λ =

Үр дүнгийн хүснэгт:

Тиймээс, өнөөдрийн хичээлээр бид гэрлийн долгионы шинж чанарыг дахин давтлаа практик тодорхойлолтоптик төхөөрөмж ашиглан гэрлийн долгионы урт - дифракцийн тор, олж авсан өгөгдлийг лавлагааны үр дүнтэй харьцуулах,

Энэ бүхэн нь дифракцийн тор нь гэрлийн долгионы уртыг маш нарийвчлалтай тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог гэж дүгнэх боломжийг бидэнд олгосон юм.

Ашигласан уран зохиол.

1. Физик: Сурах бичиг. 11-р ангийн хувьд. ерөнхий боловсрол байгууллагууд / Г.Я.Мякишев, Б.Б. Буховцев. - 12 дахь хэвлэл. – М: Боловсрол, 2004 он.
2. Физик: Сурах бичиг. 11-р ангийн хувьд. ерөнхий боловсрол байгууллагууд / Н.М.Шахмаев, С.Н.Шахмаев, Д.Ш.Шодиев – М: Боловсрол, 2000.
3. Долгионы оптик: сурах бичиг. - М .: Бустард, 2003.
4. Сургуулийн курсфизик: тест, даалгавар. - М.: Школа-Пресс, 1996.
5. Физик, технологийн гарын авлага: Сурах бичиг. Оюутнуудад зориулсан гарын авлага - М.: Боловсрол, 1989.
6. 10-11-р ангийн физикийн бодлогуудын цуглуулга, зохиогч. Г.Н. Степанова - М.: Боловсрол, 2001.

Лабораторийн ажил No4

ГЭРЛИЙН ДОЛГОНГИЙН УРТНЫ ДИФРАЦИЙН СҮРЭЭГ АШИГЛАН ТОДОРХОЙЛОХ

Дагалдах хэрэгсэл:гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох төхөөрөмж, гэрлийн эх үүсвэр, дифракцийн тор.

Дифракцийн тор нь олон тооны ойролцоо зэрэгцээ ангархайн систем юм. Хамгийн энгийн дифракцийн сараалж нь хуваах машин ашиглан хэд хэдэн зэрэгцээ шугамуудыг байрлуулсан шилэн хавтан юм.

Хуваах машинаар зурсан газрууд нь гэрлийг сарниулдаг тул ажиглалтын чиглэлд зөвхөн өчүүхэн хэсэг нь унадаг тул шугамууд нь хавтангийн бүрэн бүтэн хэсгүүд - ан цавуудын хоорондох бараг тунгалаг зай юм.

Тунгалаг шугамын өргөнтэй тунгалаг дифракцийн тор дээр гэрэл хэвийн тусах хамгийн энгийн тохиолдолд "г"мөн тунгалаг "б"максимумын байрлалыг тэгшитгэлээр тодорхойлно:

mλ=(a+b)sinφ =d sinφ

Хаана φ - дифракцийн өнцөг

λ - гэрлийн долгионы урт

м- спектрийн дараалал

d=(a+b)- "байнгын тор" гэж нэрлэгддэг

At m=0 хамгийн их нөхцөл нь бүх долгионы уртад хангагдсан, i.e. цагт

φ=0 төв цайвар (цагаан) судал ажиглагдаж байна өнгөт дээд тал нь (өнгөт судлууд) баруун ба зүүн талд тэгш хэмтэй байрладаг; Хязгаарын тоосараалж ашиглан авч болох спектрийг дараахь харьцаагаар тодорхойлно.

Дифракцийн торны гол шинж чанаруудын нэг нь түүний нягтрал юм. Сараалжны нягтралыг Рэйлийн нөхцлөөр тодорхойлно, үүний дагуу: хоёр спектрийн шугамуудшийдэгдсэн (харагдана

тусад нь) хэрэв дээд тал нь нэг мөр бол (λ 1) хоёр дахь шугамын хамгийн ойрын хамгийн бага байршилд унана (λ 2) .

Үүнээс үзэхэд сараалжны шийдэл /А/ болно:

Хаана Н - сараалжтай шугамын тоо.

сараалжтай, илүү их шийдвэрлэх хүч улмаас хүрсэн байна том үнэ цэнэ Н ,

учир нь захиалга Т жижиг.

Гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох төхөөрөмж. Зорилго ба төхөөрөмж.

Төхөөрөмж /Зураг 1/ нь модон туузаас бүрдэнэ /1/ тэгш өнцөгт хэсэг
500 мм-ээс бага зэрэг урттай. Асаалттай дээд гадаргуухуваарь нь slats дээр тэмдэглэгдсэн байна
миллиметрийн хуваагдалтай. Хавтангийн хажуугийн ирмэг дээр бүхэл бүтэн уртын дагуу урсдаг ховилууд байдаг. Төмөр замын дунд, доод хэсэгт, хавсаргасан

металл хаалт / 2/, Төмөр бариулын үзүүрийг нугас ашиглан бэхэлсэн байна / 3 /. Энэ саваа дээр төмөр замыг доор нь засаж болно өөр өөр өнцөгшураг /4/. Төмөр замын урд хэсгийн төгсгөлд хүрээ бэхлэгдсэн байна /5/. 1 см-т 500 ба 1000 шугамтай дифракцийн торыг нөгөө үзүүрт нь гулсагч /6/ төмөр зам дээр тавьсан бөгөөд түүний хөл нь төмөр замын ховилд гулсдаг. Гулсагч нь төмөр замын бүхэл бүтэн уртын дагуу хөдөлж болно. Гулсагч дээр бамбай байдаг /7/, дээд хэсэг нь хараар будсан.

Бамбайны доод хэсэг нь хар масштабтай цагаан өнгөтэй байна. Тэг хуваарь нь бамбайн дунд байрладаг. Сантиметрийн хуваалт нь дарааллын тоогоор тэмдэглэгдсэн байдаг. Бамбай дахь тэг хуваалтын дор жижиг тэгш өнцөгт цонх /8/, хуваарийн тэг хуваагдлын дагуу түүний доор завсар хийсэн байна. Төхөөрөмж нь 1 см-т 500 хуваагддаг нэг дифракцийн тороор хангагдсан.

ТӨХӨӨРӨМЖИЙГ АЖИЛЛАЖ БАЙНА

Гэрлийн долгионы уртыг тодорхойлох лабораторийн ажлыг гүйцэтгэхийн тулд та tripod эсвэл өргөх ширээн дээр зогсож байх ёстой. /9/ /Зураг 4/ болон гурван хөлийн залгуурт цахилгаан чийдэн.

Үзүүлэнгийн ширээн дээр цахилгаан чийдэн бүхий залгуур суурилуулсан бөгөөд ингэснээр босоо шулуун шугам хэлбэртэй чийдэнгийн зөвхөн нэг халсан судал нь ажиллаж байгаа хүмүүст харагдах болно. Энэ зорилгоор "подбор" нь тохиромжтой - нэг утастай чийдэн /Зураг 2/.

Ажиллахын тулд та ердийн цахилгаан чийдэнг 3-р зурагт үзүүлсэн шиг байрлуулж болно.

Ашиглалтын суурилуулалтыг 4-р зурагт үзүүлсний дагуу угсарна.

Төхөөрөмжийг өргөх ширээний тавцан дээр хэвтээ байдлаар суурилуулсан төмөр зам нь өндөрт суурилуулсан.

ажиглагчийн нүдний түвшин. Хүрээ рүү чиглэсэн масштабтай гулсагчийг төмөр замын арын төгсгөлд байрлуулна. Хүрээнд дифракцийн сараалж суурилуулсан (дифракцийн торонд тавьсан шугамууд нь бамбай дээрх үүртэй параллель байх ёстой). Нүдээ дифракцийн тор руу ойртуулж, гэрлийн эх үүсвэр рүү төхөөрөмжийг чиглүүлээрэй, ингэснээр спектр бүрийн ягаан хэсэг нь хуваарийн дунд (ховор руу) харагдана.

1 см тутамд 500 шугамтай сараалжтай бол гурван хос спектр ихэвчлэн харагддаг. Энэ тохиолдолд эхний эсвэл хоёр дахь хос спектрийг /цонхноос тоолох/ ашиглах нь дээр. Цаашдын спектрүүд нь ихэвчлэн тодорхой бус байдаг бөгөөд тэдгээрийн хил хязгаарыг тодорхойлоход хэцүү байдаг. Хэрэв спектрүүд масштабтай параллель биш бол энэ нь сараалж дээрх шугамууд чийдэнгийн утастай параллель биш гэсэн үг юм. Дэнлүүг сараалжтай бага зэрэг эргүүлж, спектрүүд нь масштабтай параллель байгаа эсэхийг шалгаарай. IN лабораторийн ажилнил ба улаан туяаны гэрлийн долгионы уртыг тэдгээрийн харагдах байдлын ирмэг дээр тодорхойлох. Үүнийг хийхийн тулд цонхны хоёр талд байрлах эхний спектрийн хуваарь, хуваарийн дундаас хэт ягаан туяа, хэт улаан /"C"/ хүртэлх зайг тоолно.

Хэрэв зүүн спектрийн авсан утгууд нь баруун талын харгалзах утгуудаас ялгаатай бол ягаан ба улаан туяа хоёулангийнх нь дундаж утгыг олоорой / утгуудын нийлбэрийг хоёроор хуваана/. Бамбай дээрх хуваарийг ашиглан хуваарийн тэг хэсэгт байрлах бамбайгаас дифракцийн тор хүртэлх зайг миллиметрээр тодорхойлно. Бамбайны хуваарийн дундаас ажиглагдсан цацраг хүртэлх "С" зайг зайнд хуваах. л бамбайгаас дифракц хүртэл

lattices, өнцгийн шүргэгчийг олж авна φ , түүний доор энэ цацраг харагдаж байна. Энэ өнцгийн синус харьцаатай тэнцүү байнаажиглаж буй цацрагийн гэрлийн долгионы долгионы урт хоорондын зай

торны зэргэлдээ баар / i.e. торны тогтмол г/.Учир нь φ Энэ нь жижиг бол бид мэдэгдэхүйц алдаагүй гэж үзэж болно tanφ≈sinφ , тэгвэл бид дараах байдалтай болно:

эсвэл:

Манай тохиолдолд" г " 1 см-т 500 шугамтай сараалжны 1/500 см-тэй тэнцүү байх ба 1 мм-д 50 шугамтай 1/50 мм-тэй тэнцүү байна. Хэрэв гэрлийн долгионы уртыг дараах байдлаар тодорхойлно.

Хоёрдахь эрэмбийн спектрүүд, дараа нь оронд нь λ авах хэрэгтэй (тавих) 2λ . Дараа нь:

Илүү нарийвчлалтай үр дүнд хүрэхийн тулд энэ нь зайлшгүй шаардлагатай л аль болох том болгож, бамбайгаас спектрийн эхлэл / эсвэл төгсгөл / бамбайн цохилт дээр байх хүртэл гулсагчийг төмөр замын дагуу хөдөлгө. ХАМТ бүхэл миллиметрээр илэрхийлнэ. Төхөөрөмжийн тусламжтайгаар олж авсан үр дүнгээс харж болно дараах жишээ:

Хэт ягаан туяа нь тэг хуваалтаас 11 мм-ийн зайд (баруун болон зүүн талд) харагдана. Хуваарь нь дифракцийн тороос 495 мм-ийн зайд байрладаг. Хэт улаан туяа нь 490 мм-ийн зайтай масштабтай 19 мм-ийн зайд харагдана.

Дараа нь ягаан туяаны долгионы урт нь:

мк

a, улаан туяаны урт нь:

мк

Лабораторийн ажлыг өөрөөр хийж болно: өмнө нь мэдэгдэж байсан гэрлийн долгионы уртыг ашиглан өгөгдсөн дифракцийн торны тогтмолыг тодорхойлно. Торны тогтмол: мм

, 1мм=10 -3 мкм, энд m=1,2,3,…

ДИФРАКЦИЙН СҮРЭЭНИЙ ШИЙДВЭРЛЭЛИЙГ ТОДОРХОЙЛОХ

Торны тогтмолыг мэдэж, торны уртыг захирагчаар хэмжсэнээр доторх шугамын тоог олох боломжтой. Н (тооны ийм тооцоо Н сараалжны бүх баарыг гэрэлтүүлж, ажиллаж байна гэж үздэг).

Дифракцийн спектрийн дараалал м тогтоолын илэрхийлэлд орсон:

Хамгийн өндөр дифракцийн спектрүүдийн аль нь ажиглалт хийхэд хангалттай эрчимтэй хэвээр байгааг туршлагаас авах шаардлагатай (ховор тохиолдолд 3 эсвэл 4-ээс их байж болно).

Уран зохиол: 1. Ландсберг, Оптик.

2. Академич Папалексигийн найруулсан физикийн хичээл, 2-р боть.

3. Фриш, Спектроскопын техник.

АШИГЛАН ГЭРЛИЙН ДОЛГОНГОЙГ ТОДОРХОЙЛОХ

ГОНИОМЕТР

ГОНИОМЕТР.Гониометрийн хэвтээ залгах 1 (тойрог) нь градус эсвэл тэдгээрийн хэсгүүдэд хуваагдана. Мөчний төв хэсэгт тайз байдаг А,үүн дээр дифракцийн тор байрлуулсан байна. Хүснэгт эргэн тойронд эргэлдэж болно босоо тэнхлэг. Сүлжээтэй хүснэгтийн өнцгийн байрлалыг өнцгийн вернерээр хэмждэг N2,мөчний дагуу гулсах. Коллиматорын хоолойг гониометрийн тавиур дээр тогтмол суурилуулсан. TOбосоо үүртэй С.Коллиматор нь нарийн зэрэгцээ туяаг сараалж руу илгээдэг. Коллиматорын эсрэг талд хоолой байдаг М,мөчний төвөөр дамжин өнгөрөх босоо тэнхлэгийг тойрон эргэлдэж чаддаг. Хоолойн өнцгийн байрлал нь тогтмол байна

vernier N1 ашиглан. М оптик хоолойн нүдний хараа нь дифракцийн спектрийн шугам дээр ажиллах явцад суурилуулсан хөндлөн утас агуулдаг.

өнцгийг хэмжих φ , тороор хазайгаагүй туяа бүхий үндсэн максимумуудын чиглэлээс үүссэн.

ЕРӨНХИЙ МЭДЭЭЛЭЛ: Долгионы дифракц гэдэг нь долгионы жижиг саад, нүхний ирмэгийг тойрон гулзайлгах үйл явц юм. долгионы урт. Долгионы урттай тэнцүү, ижил өргөнтэй, нарийхан зэрэгцээ ангархайн багц тэнцүү зайтайбие биенээсээ дифракцийн тор гэж нэрлэдэг.

Хэрэв цацрагийг дифракцийн тор руу чиглүүлбэл зэрэгцээ туяаижил долгионы урттай, дараа нь цацрагийн нэг хэсэг нь тороор дамжин өнгөрч, нэг хэсэг нь анхныхаасаа хазайх болно.

өнцөг рүү чиглэсэн чиглэлүүд φ . Энэ өнцгийг дифракцийн өнцөг гэж нэрлэдэг. Үүний утга нь зэргэлдээх хоёр ангархайн төвүүдийн хоорондох зай (a + b) ба уртаас хамаарна.

долгион А, туссан гэрэл.

Хэрэв дифракцийн тороор дамжин өнгөрч буй туяа линзний фокус дээр цугларвал гэрлийн хамгийн их эрчим нь тохирох цэг дээр байх болно.

булан φ =0. Дараах эрчим хүчний максимумуудыг цэгүүдэд олж авна

тэгшитгэлийг хангасан харгалзах өнцөг φ:

(а+б) нүгэлφ хүртэл = kλ(1), энд (a+b) нь торны тогтмол,

к-дифракцийн спектрийн дараалал (к=0,1,2,...).

Формула (1) нь (a + b), φ k ба гэдгийг мэдэж байгааг харуулж байна к,та гэрлийн долгионы уртыг олох боломжтой.

Энэ ажилд дифракцийн өнцгийг хэмжихэд гониометрийг ашигладаг. Гониометрийн ширээн дээр коллиматорын тэнхлэгт перпендикуляр дифракцийн сараалж суурилуулсан. Коллиматорын ангархай нь чийдэнгээр гэрэлтдэг.

Хэрэв та суулгавал илрүүлэх хүрээколлиматорын тэнхлэгийн чиглэлд, дараа нь хоолойн харагдах талбарт бид тэг төв максимумыг харах болно (коллиматорын ангархайны зураг).

Хоолойг баруун эсвэл зүүн тийш шилжүүлснээр бид эхлээд нэгдүгээр эрэмбийн спектрийг харах болно. Хоолойг цааш эргүүлэх тусам түүний харах талбарт хоёр дахь эрэмбийн спектр гарч ирнэ.

Аливаа долгионы дифракцийн өнцгийг тодорхойлохын тулд дурангийн харааны чийдэнг харгалзах өнгөний шугам дээр хүссэн дарааллаар нь тэг максимумаас баруун эсвэл зүүн тийш чиглүүлэх шаардлагатай.

Онилохдоо хоолойн байрлалыг гониометрийн масштабаар тэгээс хэмжинэ

зүүн талд α, баруун талд β байх болно. Дараа нь β-α уншилтын зөрүү нь дифракцийн өнцгийг хоёр дахин нэмэгдүүлнэ.

АЖЛЫГ ГҮЙЦЭТГЭХ ЖУРАМ

1. Гониометрийн тайлбарыг уншина уу.

2. Коллиматорыг дэнлүү рүү чиглүүлнэ. Дифракцийн тор байгаа эсэхийг шалгана уу
коллиматороос гарч буй цацрагийн туяатай перпендикуляр.

3. Телескопыг төвийн дифракцийн максимум руу чиглүүл.
Нүдний шилийг хөдөлгөснөөр утаснуудын тодорхой дүрсийг олж авах,
нүдний шилний хэсэгт сунасан ба коллиматорын ангархайн тодорхой дүрс.

4. Цэнхэр шугаман дээрх утаснуудын огтлолцлыг эхлээд нэгдүгээр эрэмбийн спектрт байрлуулна
зүүн, дараа нь баруун. Суурилуулалт бүрт хоолойн байрлалыг хэмждэг
вернерийн дагуу үйлдвэрлэдэг тул

Энд α ба β нь вернерийн заалт юм.

5. Спектрийн улаан шугамын хувьд 4-р зүйлд заасан хэмжилтийг давтан хийнэ
хоёр дахь захиалга.

6. Дифракцийн өнцгийг томъёогоор тодорхойлно уу.

Лабораторийн ажилд бэлтгэх асуулт, даалгавар No4

"ГЭРЭЛИЙН ДОЛГОНГИЙГ АШИГЛАН ТОДОРХОЙЛОХ

ДИФРАКЦИЙН СҮРЭЭ"

Сэдэв: "ГЭРЛИЙН ДИФРАЦ"

1. тухай үндсэн санаанууд орчин үеийн үзэл бодолгэрлийн мөн чанар дээр.

2. Долгион ба корпускулярыг батлах ямар үзэгдэл тодорхой мэдэх
гэрлийн мөн чанар. Гэрлийн дифракцийн үзэгдэл хаана хамаарах вэ?

3. Гюйгенсийн зарчим. Энэ зарчимд оруулсан нэмэлтүүдийн мөн чанар юу вэ
Френель? /Гюйгенс-Френель зарчим/.

4. Гэрлийн дифракцийн үзэгдэл юу вэ? Тодорхой өгөх чадвартай байх
тодорхойлолт.

5. Fresnel бүсийн арга. Гэрэл шулуун замаар тархдаг уу, үгүй ​​юу?
Fresnel дифракцийн үзэгдэл / програмтай танилцах
Френелийн бүсийн аргын тодорхой тохиолдлууд/.

6. Фраунгоферийн дифракцийн үзэгдлүүд / тэдгээр нь дифракцийн үзэгдлээс юугаараа ялгаатай вэ?
Френелийн үзэгдэл/. Фраунгоферын дифракц нэг ангархай, нөхцөл мин ба
макс, тархалтын график /гэрлийн эрчмийн тархалт/.

7. Дифракцийн тор - энэ юу вэ, яаж гэрэлтүүлдэг, яаж гэрэлтүүлдэг гэрэл ирж байна
торны дараа, дам нуруу хоорондын замын ялгаа, мин ба макс хэрхэн нөлөөлдөг.
Нэмэлт мин ба макс - тэдгээр нь юутай холбоотой вэ, тэд хэрхэн нөлөөлдөг
дифракцийн загвар.

8. Цагаан гэрэл яагаад дифракцийн тороор задарч, өнгөт гэрэл болдог вэ?
спектр.

9. Дифракцийн спектроскопын оптик диаграммыг зурах чадвартай байх, мэдэх
коллиматорын ангархайны зорилго.

10. Сараалжны шинж чанар: тархалт ба нягтрал. Юунаас
тэд яг хамааралтай юу? Рэйлигийн шалгуур?

11. Дифракцийн спектрүүд ямар харагддаг вэ: ээлжлэн өнгө, дараалал? Яаж
спектрийн харагдах байдал нь нэг сараалжыг нөгөөгөөр / өөр зүйлээр солих нь нөлөөлдөг
тогтмол г/?

12. Дифракцийн эрэмбийн тоо хязгаарлагдмал уу, үгүй ​​юу? Ямар ч нөхцөлд

тогтмол d ба долгионы урт А хоорондын хамаарал, гэрлийн дифракц ажиглагдаж байна уу?

13. Эзлэхүүний дифракцийн торонд дифракцийн талаар товч танилцуулна уу
/болор тор/, Вульф-Браггийн томьёо.

14. Ажлын туршилтын агуулга, үндсэн үр дүнг тодорхой танилцуулна.

15. Дифракцийн үзэгдлүүд ямар сөрөг үүрэг гүйцэтгэдэг вэ
оптик хэрэгсэл?