МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Кафедра Фізики З в і т про виконання лабораторної роботи №31 на тему: визначення довжини світлової хвилі за допомогою дифракційної гратки. Львів – 2012 Мета роботи — вивчення явища дифракції та знаходження довжини світлової хвилі. Прилади й обладнання: джерело світла, екран з двома щілинами, одновимірна дифракційна гратка, світлофільтри. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ При проходженні хвиль через середовища з різкими неоднорідностями, спостерігається явище дифракції, яке полягає у відхиленні хвиль від прямолінійного напрямку поширення і не пов'язане 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 з довжиною хвилі. Дифракцію, як явище, властиве хвильовим процесам, пояснює принцип Гюйгенса; згідно з ним кожна точка, до якої доходить хвиля, стає джерелом вторинних хвиль; їх обвідна утворює фронт хвилі в наступні моменти часу. Рис. 1. ілюструє принцип Гюйгенса та пояснює появу світла в області геометричної тіні у випадку дифракції плоскої хвилі на малому отворі. Кожна точка виділеної отвором ділянки фронту хвилі стає центром вторинних хвиль, які в однорідному та ізотропному середовищі є сферичними. Побудувавши обвідну вторинних хвиль, переконуємося у тому, що поза отвором світло поширюється у напрямках, які не збігаються з попереднім, проникаючи в область геометричної тіні. Межі цієї області вказані штриховою лінією. З точки зору практичного застосування найцікавішим є випадок дифракції світла на так званій дифракційній гратці, що є системою тонких паралельних щілин, розділених непрозорими проміжками однакової ширини. Найпростіша дифракційна гратка — це скляна пластинка, на яку тонким різцем наносяться паралельні подряпини — штрихи, непрозорі для світла. Непошкоджені ділянки скла між подряпинами залишаються прозорими, утворюючи систему паралеьних щілин. Чим більше загальне число штрихів N , тим контрастнішою і чіткішою буде картина, що спостерігається. Сучасні дифракційні ґратки мають до декількох тисяч штрихів на 1 мм. Розглянемо дифракцію плоскої світлової хвилі при її нормальному падінні на дифракційну гратку D з трьох щілин. Якщо ширина непрозорої ділянки дорівнює а (рис. 2), ширина прозорої (ширина щілини) — b то, d = a+b називається періодом ( або постійною) гтатки. Різниця ходу 5 між двома променями від .сусідніх, щілин, які внаслідок дифракції поширюються у напрямі, заданому кутом дифракції (р , дорівнює dsinφ. Зібрані лінзою L в одну точку на екрані Е у фокальній площині лінзи, ці промені будуть інтерферувати — взаємно підсилюватися або гаситися. Кольори смуг 







 Червоний 0,07 0,512 6,836 0,251 6,972 6,904 0,068 0,985  Зелений 0,07 0,658 5,319 0,31 5,645 5,482 0,163 2,973  Фіолетовий 0,07 0,764 4,581 0,39 4,487 4,534 0,047 1,037  












Висновок: на цій лабораторній роботі я навчився визначати довжину світлової хвилі за допомогою дифракційної гратки.