Дифракционная решетка. Теория дифракционной решетки

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

Увидеть четкую картину распределения максимумов и минимумов света можно с помощью дифракционной решетки, которая представляет собой совокупность большого числа очень узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. (Слайд19) (запись в тетради)

Перед вами дифракционная решетка, у которой на каждый 1 мм =10 ^-3 м приходится 100 штрихов. Если ширина прозрачной щели равна а, и ширина непрозрачного промежутка b, то величина d = a + b называется периодом решетки и в нашем случае

d = l / N = 10 ^-5м (записываем в тетради)

Рассмотрим рисунок, который поможет понять картину распределения максимумов и минимумов света. (Слайд20)

рис. 1

Когда на дифракционную решетку падает пучок обычного белого света, мы увидим на экране следующую дифракционную картину. (Слайд21,22))

На этом рисунке, центральная светлая полоса - белая, а боковые полосы - цветные, в которых четкое чередование цветов от фиолетового к красному. На ближних к центральной светлой полосе краях спектра получаются фиолетовые полоски, а на дальних – красные.

Когда на дифракционную решетку падает пучок монохроматического света (Слайд24) (красный от лазерной указки, например), световые лучи, проходя через щели решетки, отклоняются из-за дифракции на различные углы. Эти волны когерентны, поэтому на экране возникнет интерференционная картина. В центре экрана (в точке О) собираются волны с разностью хода, равной нулю, поэтому там образуется интерференционный максимум (большое красное пятно), а в точках, где оптическая разность хода равна четному числу длин волн или нечетному, образуются красные максимумы и темные минимумы.

(Слайд20) На доске и в тетрадях делаем рисунок и соответствующие выводы:

Разность хода Δ d = r₂- r₁= d sinα, и тогда

максимум интерференции будет наблюдаться, если d sinα = k λ, а

минимум интерференции, если d sinα = (2 k+1) λ/2.

В этой формуле d - период решетки, k –порядок дифракционного максимума или минимума ( k = ± 1; ± 2 ...), sinα при малых углах равен tgα = y/ x, где х – расстояние от дифракционной решетки до экрана, а у - расстояние от центрального максимума до любого следующего.

Опытное определение длины волны красного света

Для определения длины волны нам понадобятся два штатива. Один штатив удерживает экран с листочком миллиметровой бумаги или бумаги в клетку, в лапке другого, удаленного на некоторое расстояние от первого, закреплена дифракционная решетка. Включаем красный свет в лазерной указке, направляем на дифракционную решетку, измеряем расстояния х и у до первого максимума на экране и по формуле λ = d у / х k, находим длину волны (экран нужно поставить так, чтобы свет от окна не падал на него, тогда на нем отчетливо видны максимумы и минимумы)

λ = d у / х k, λ = 10^-5м ·0,04 м / 0,51 м = 780·10^-9м или 780 нм

Наблюдение дифракции света

Учащиеся наблюдают дифракционные картины:

если сложить полоску капрона, то в отраженном белом свете мы увидим чередование светлых и темных полос;
если смотреть на яркий источник света, прищурившись, то можно обнаружить радужные цвета, так как ресницы представляют собой грубую дифракционную решетку;
если посмотреть на лазерный диск, то увидим разложение отраженного света в спектр (бороздки диска подобны дифракционной решетке).

Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 23; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!