o16a (997557), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Угловая дисперсияDϕ тем больше, чем меньше период решетки d и чем выше порядок спектра m. Разрешающаяспособность решетки R определяется соотношениемR=λ= mNδλ(10)и характеризует способность решетки разрешать две близкие спектральные линии, т.е. даетвозможность их раздельного восприятия глазом. При заданном числе щелей (штрихов) разрешающая способность решетки увеличивается при переходе к спектрам высших порядков. Максимальная разрешающая способность решетки Rмакс определяется ее шириной.Действительно, из соотношения (5) имеем m макс =фракции не может быть более 1).
Тогдаd(здесь мы учитываем, что синус угла диλNd L= ,λλгде произведение Nd представляет собой ширину освещенной части решетки L.Rмакс = m макс N =(11)ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ1. Описание установкиПринципиальная схема установки представлена на рис.5. Свет от источника 1 (шаровая ртутно-123458679Рис. 5кварцевая лампа ДРЩ-250) освещает узкую щель 2 коллиматора 3, находящуюся в фокальнойплоскости объектива 4, и параллельным пучком падает на прозрачную дифракционную решетку 5. Дифракционные лучи с помощью объектива 6 зрительной трубы 7 группируются в зависимости от длины λ в фокальной плоскости, образуя дифракционный спектр.
Коллиматор идифракционная решетка укреплены на столике 8; также на столике укреплен подвижный кронштейн, который, в свою очередь, используется для укрепления зрительной трубы. Кронштейннаходится под действием винтового микрометра с одной стороны и пружины с другой. Винтовой микрометр служит для определения относительного положения полос в спектре. Микро-метр состоит из винта с шагом в 1 мм и барабана, на котором нанесены 50 делений. Цена одного деления барабана 0,02 мм.2.
Выполнение эксперимента1. Установить газоразрядную ртутную трубку перед щелью коллиматора, при этом коллиматорне должен касаться защитного кожуха.2. Для зажигания лампы ДРШ-250 включить тумблеры «Сеть» и «ДРШ», находящиеся на передней панели преобразователя ЭПС-Ш, и кратковременно (не более 1 секунды) и многократнонажать кнопку «Пуск».3. С помощью микрометрического винта, плавно поворачивая зрительную трубу, найти положение центрального максимума (ϕ = 0). Установить вертикальную нить окуляра зрительнойтрубы на середину центрального максимума и по формуле l = K + γ ⋅ 0,02 найти линейное положение центрального максимума l0 в мм; здесь K – целое число мм по линейной шкале микрометра, γ - число делений по барабану.4. Поворачивая зрительную трубу вправо от центрального максимума найти последовательнолинии спектра первого (m = 1) и второго (m = 2) порядков.5.
С помощью микрометра аналогичным способом как в п.3 определить линейные положениясоответственно фиолетовой, зеленой, желтой линий спектра (lф, lз, lж) для каждого порядка.Найденные значения занести в таблицу.Характеристикаλз = 5,46 ⋅ 10-7 мλф = 4,08 ⋅ 10-7 мλж = 5,79 ⋅ 10-7 мm=+1m=+2m=+1m=+2m=+1m=+2l, ммϕsinϕd, мм6. По прилагаемому графику ϕ=f(l) найти углы ϕ и вычислить соответствующие значения sinϕ.7. По формуле (5) рассчитать период решетки d. Полученные результаты занести в таблицу.8.
Найти среднее значение периода решетки <d>. Окончательный результат представить в виде<d>±∆d, где Δd = t P, f∑ (< d > -dn(n - 1)i)2,для P = 0,68 и f = n – 1 = 5, tP,f = 1,2.9. По формуле (9) найти угловую дисперсию Dϕ для двух порядков m=1; 2.10. Используя найденное значение <d>, по формуле (10) найти разрешающую способность решетки для линий спектра первого и второго порядков. Ширина решетки L=20 мм.Контрольные вопросы1. В чем состоит принцип Гюйгенса-Френеля?2. Почему при дифракции света на дифракционной решетке: а) яркость каждой линии спектрабольше, чем при дифракции щели? б) более четкая дифракционная картина?3.
Что характеризует дисперсия Dϕ дифракционной решетки?4. Как разрешающая способность R зависит от ее линейных размеров?5. Найти разность различимых длин волн δλ для желтых линий спектра, получаемого с помощью дифракционной решетки шириною 30 мм и периодом 3 мкм. Расчет провести для m=2.Литература1. Савельев И.В. Курс общей физики. Т.2.Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М; Наука. 1978. 480 с.2. Детлаф А.А., Яворский Б.М.
Курс физики; Учеб. пособие для втузов. М.; Высшая школа;1989. 608 с.3. Матвеев А.Н. Оптика. М.; Высшая школа, 1985. 351 с..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
