Основні теоретичні відомості. Щоб зрозуміти метод визначення довжини хвилі за допомогою дифракційної решітки, треба розглянути рис

Щоб зрозуміти метод визначення довжини хвилі за допомогою дифракційної решітки, треба розглянути рис. 13.

Нехай дифракційна решітка ДР освітлюється пучком паралельних монохроматичних променів. Джерело світла S розміщується поблизу вузької вертикальної щілини Щ, яка зроблена у фокальній площині лінзи Л₁. Як видно з рисунка, від кожної щілини дифракційної решітки будуть поширюватися світлові пучки в усіх напрямках, тому що кожна точка щілини, згідно з принципом Гюйгенса, буде центром вторинної хвилі.

Після дифракційної решітки на шляху променів помістили лінзу Л₂, у фокальній площині якої розмістили екран Ек. Усі промені, які падають на лінзу Л₂ під одним і тим же кутом, зберуться в одній точці екрана, наприклад, точки А _k, А _k+1 і т.д. Ці промені будуть інтерферувати між собою, утворюючи на екрані дифракційну картину.

Для визначення довжини монохроматичного світла треба вибрати дві довільні сусідні світлі смуги на екрані. Умовою максимумів для них буде

(5.1)

де а - ширина щілини; k = 0, 1, 2; b - відстань між щилинами; j₁, j₂ - кути дифракції, при яких спостерігаються максимуми першого та другого порядків відповідно. Для малих кутів sin j @ tg j.

Із трикутника А₀ 0А_k (див. рис. 13)

, (5.2)

тоді рівняння (5.1) можна подати у вигляді

Вирахувавши із (5.3¢) рівняння (5.3¢ ¢), дістанемо формулу

(5.4)

Позначимо х = - відстань між двома довільними сусідніми світлими смугами; - фокусна відстань другої лінзи; d = =(a+b) – період решітки. Тоді кінцева формула набуде вигляду

. (5.5)

Потрібне устаткування: дифракційна решітка, оптична лава, освітлювач, лінзи, екран, точкове джерело світла, лінійка, світлофільтри. В даній роботі використовується дифракційна решітка (репліка), на якій вказана стала (a+b).