Порядок виконання роботи. 1.Розмістити елементи оптичної схеми на оптичній лаві, як показано на рис

1.Розмістити елементи оптичної схеми на оптичній лаві, як показано на рис. 14.

2. Освітити щілину Щ віддаленим на 2–3 м точковим джерелом світла S.

3. Дифракційну решітку розмістити між вертикальною щілиною Щ і оком.

4. Переміщенням вертикальної щілини вздовж штатива домогтися чіткого зображення дифракційної картини. При цьому дифракційні спектри мають симетрично розміститися відносно яскравої центральної смуги.

5. Легким поворотом дифракційної решітки домогтися паралельності між вертикальною щілиною Щ і штрихами решітки.

6. По міліметровій шкалі, яка розміщена в площині АА^/, відрахувати відстані 2х₁ або 2х₂ між фіолетовими та червоними смугами відповідно для першого і другого порядків спектра (див. рис. 14).

7. За допомогою лінійки, яка розміщена на штативі, виміряти відстань l від вертикальної щілини Щ до дифракційної решітки ДР.

Усі вимірювання повторювати не менше п’яти разів. Результати вимірювань занести в таблицю.

8. Використовуючи формулу (6.4), визначити довжини хвиль для фіолетового та червоного світла, спостерігаючи спектри І (k = 1) і ІІ (k = 2) порядків.

Таблиця

9. Обробити результати вимірюваннь у такій послідовності:

а) обчислити середні значення величин x і l:

, l l _i,

де N- кількість вимірювань;

б) обчислити середньоквадратичну похибку вимірювань величини х:

;

в) визначити середньоквадратичну похибку вимірювання величини l:

_l = D l_ін 3,

де D l_ін = 0, 5× 10^–3 м - інструментальна похибка вимірювання відстані l лінійкою з міліметровою шкалою;

г) похибкою визначення періоду дифракційної решітки знехтувати;

д) обчислити середнє значення вимірюваної величини за робочою формулою (6.4)

(l _срk);

е) оскільки l, згідно з робочою формулою (6.4), є функцією змінних величин х і l, тобто l = f (x, l), то обчислити за середніми значеннями аргументів частинні похідні

,

;

є) обчислити середньоквадратичну похибку вимірювань довжини хвилі за формулою

;

ж) визначити довірчий інтервал Dl при довірчій імовірності Р = 0, 95, знайшовши у таблиці коефіцієнт Стьюдента для п’яти вимірювань (t_{0, 95; 5} =...):

;

з) кінцевий результат записати в інтервальній формі, вказавши поряд довірчу ймовірність:

Dl; Р = 0, 95.

Примітка. При потребі для статистичного оброблення результатів вимірювань можна використати програму, яка занесена в пам’ять кафедральної ПЕОМ. Назва файла відповідає номеру лабораторної роботи.

Контрольні запитання

1. Що називається дифракцією світла?

2. Яка умова виникнення головних дифракційних максимумів?

3. У чому суть принципу Гюйгенса - Френеля?

4. Що таке дифракційна решітка і які її основні характеристики?

5. Як визначити довжину світлової хвилі в білому світлі за допомогою дифракційної решітки?

6. Яким чином дифракційна решітка розкладає біле світло у спектр?

7. У яких технічних пристроях використовуються дифракційні решітки?

Література: [ 1, § 6.1–6.3; 2, § 177–181; 3, § 125–130].