МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет "Львівська політехніка" Звіт до лабораторної роботи з фізики № 31 Визначення явища дифракції та знаходження довжини світлової хвилі Львів 2005 Мета роботи : Визначення явища дифракції та знаходження довжини світлової хвилі Прилади та матеріали : Джерело світла екран з двома щілинами дифракційна гратка фільтри оптична лава Короткий теоретичний вступ : При проходженні хвиль через середовища з різними неоднорідностями, спостерігається явище дифракції, яке полягає у відхиленні хвиль від прямолінійного напрямку поширення і не повязане з їх відбиванням або заломленням. Дифракція світла охоплює сукупність явищ, які спостерігаються, коли світло проходить через малі отвори або зустрічає перешкоди. Внаслідок дифракції світло потрапляє в область геометричної тіні. Для практичного спостереження дифракції необхідно щоб розміри перешкод або отворів були одного порядку. У нашому випадку роль лінзи виконує кришталик ока, який збирає на сітківці паралельні пучки променів, одержані в наслідок дифракції на гратці. При цьому кут між напрямом зору на нульвий максимум і максимум довільного порядку m дорівнює куту дифракції φ, який забезпечує умову цього максимуму. Отже λ = ( d sinφ ) / m Цей вираз дозволяє знаходити довжини хвиль вимірювання, якщо відомо sinφ та m. Оскільки практично завжди x<<l ( де х – віддаль між максимумами m –го порядку ) для визначення sinφ використовують умову sinφ ~ tgφ = x / 2L Тоді довжина світлової хвилі λ може бути визначена із співвідношення λ = xd / 2Lm кольори х, м L1, м λ1, нм L2, м λ2, нм λсер, нм ∆ λ, нм  δλ, %  Червоний 0,07 0,65 538 0,35 493 515,5 22,5 4  Зелений 0,07 0,74 473 0,41 427 450 23 5  Фіолетовий 0,07 0,84 417 0,46 384 400,5 16,5 5   Довжина хвилі – λ1ч = (0,07*10-5)/(2*0,65*1) = 538нм λ2ч = (0,07*10-5)/(2*0,355*2) = 493нм λ1з = (0,07*10-5)/(2*0,74) = 473нм λ2з = (0,07*10-5)/(2*0,41*2) = 427нм λ1ф = (0,07*10-5)/(2*0,84*1) = 417нм λ2ф = (0,07*10-5)/(2*0,46*2) = 384нм Середнє значення λсер.ч = (λ1ч + λ2ч)/2 = (538 + 493)/2 = 515,5 нм λсер.з = (λ1з + λ2з)/2 = (473 + 427)/2 = 450 нм λсер.ф = (λ1ф + λ2ф)/2 = (417 + 384)/2 = 400,5 нм ∆ λч = λ1ч + λсер.ч = 538 – 515,5 = 22,5 нм ∆ λз = λ1з + λсер.з = 473 – 450 = 23 нм ∆ λф = λ1ф + λсер.ф = 417 – 400,5 = 16,5 нм δλ1 = ∆ λч / λсер.ч = 22,5 / 515,5 = 4% δλ2 = ∆ λз / λсер.з = 23 / 450 = 5% δλ3 = ∆ λф / λсер.ф = 16,5 / 400,5 = 4% Висновок Я на цій лабораторній роботі навчився визначати явища дифракції та знаходити довжину світлової хвилі !