Требования по технике безопасности
1. Подготовка к лабораторной работе осуществляется лаборантом или преподавателем физики при обязательном соблюдении требований техники безопасности.
2. Во время выполнения лабораторной работы не рекомендуется допускать попадания лазерного пучка в глаза.
3. Запрещается направлять пучок лазера на поверхности, имеющие отражающие покрытия.
Задания
1. Определение длины волны полупроводникового лазера.
2. Определение постоянной Планка.
10.9. Методика выполнения заданий:
Задание 1. Определение длины волны полупроводникового лазера
1. Собрать оптическую схему экспериментальной установки, представленную на рис. 29, б. При этом расположить измерительную линейку на расстоянии l равном 50 – 100 см от оптической установки.
2. Включить лазер и вращая ручку переменного резистора установить максимальное напряжение питания полупроводникового лазера. Изменить положение линейки таким образом, чтобы направленный луч лазера лежал на начале шкалы линейки (рис. 29, б). При этом сама линейка должна быть перпендикулярна лазерному лучу.
3. Установить дифракционную решетку с периодом d на второй магнитный держатель, имеющийся на платформе. Повернуть дифракционную решетку таким образом, чтобы плоскость дифракции была параллельна плоскости линейки, т.е. в этом случае дифракционные максимумы должны попасть на линейку.
4. Определить расстояния x между нулевым и первым, нулевым и вторым и т.д. порядком дифракции. В соответствии со схемой, приведенной на рис. 29, б вычислить синус угла для каждого порядка по формуле
|
|
|
.
5. Выключить полупроводниковый лазер. Изменить расстояние линейки на 10 – 20 см.
6. Повторить пп. 2 – 5 два раза. Вычислить длину волны излучения лазера по формуле (2). Результаты измерений записать в табл. 19.
Таблица 19. Определение длины волны полупроводникового лазера
| № изм. | k | d, м | l, мм | x, мм | sin j | l, нм |  , нм
| Dl, нм | el, % |
| 1 изм. | 1 |
|
|
|
|
| |||
| 2 | |||||||||
| 3 | |||||||||
| 2 изм. | 1 |
| |||||||
| 2 | |||||||||
| 3 | |||||||||
| 3 изм. | 1 |
| |||||||
| 2 | |||||||||
| 3 |
7. Вычислить абсолютную и относительную погрешность длины волны полупроводникового лазера, учитывая систематические ошибки.
Задание 2. Определение постоянной Планка
1. Убрать дифракционную решетку из оптической схемы. Подключить вольтметр к схеме и включить лазер. Обратить внимание на яркость красного пятна вблизи нулевого деления шкалы линейки и на значение напряжения, которое показывает цифровой вольтметр.
|
|
|
2. Вращая ручку потенциометра, плавно уменьшать напряжение питания до тех пор, пока интенсивность пятна на линейке резко уменьшится. Показание вольтметра в этот момент можно считать равным пороговому напряжению включения лазера. Записать этот результат в таблицу 20.
3. Вращая ручку потенциометра увеличить напряжение питания до максимума.
4. Повторить пп. 2 – 3 два раза. По окончанию эксперимента выключить полупроводниковый лазер.
5. Определить значение постоянной Планка по формуле (2), где длину волны l лазера использовать из первого задания. Результаты измерений записать в табл. 20.
6. Вычислить абсолютную и относительную погрешность измерения постоянной Планка учитывая систематические ошибки.
Таблица 20. Определение постоянной Планка
| № | l, нм | U, В | h, Дж×с |  , Дж×с
| Dh, Дж×с | eh, % | ||
| 1 |
|
|
|
 Мы поможем в написании ваших работ! |