Измерение и обработка результатов
1. Включите вилку питания в розетку 220 В.
В Н И М А Н И Е ! После включения лазера и во все время работы с ним необходимо помнить, что попадание прямого лазерного излучения в глаза опасно для зрения.
Определение длины волны лазерного излучения
1. Поворотом демонстрационного диска в защитном кожухе лазера установите перед лучом лазера дифракционную решетку. Расстояние между плоскостью экрана и плоскостью дифракционной решетки равно 1,2 м.
Измерьте расстояние между серединами максимумов 0 - 1-го; 0 - 2-го ; 0 - 3-го и т.д. порядков влево и вправо до самых последних, наблюдаемых на экране - “ х i “. Очевидно, что
,
где i - номер соответствующего измерения. Подставляя в эту формулу данные, найдите по тригонометрическим таблицам угол i . Результаты измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1.
№ п/п |
d |
l |
k |
х i |
tg i |
i |
|
1 |
10 -5 |
1.2 м |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
|
По формуле
,
где d - постоянная решетки, - длина волны, найдите значение длины волны лазерного излучения для каждого порядка максимума.
Определите
среднее арифметическое значение
и подсчитайте статистическую погрешность
измерения.
Определение ширины щели.
1. Вместо дифракционной решетки на демонстрационном диске установите щель. Измерьте расстояние между серединами максимумов. Для каждого максимума определите tg i и i . Результаты занесите в таблицу
Таблица 2.
№ п/п |
l |
k |
х i |
tg i |
i |
|
1 |
1.2 м |
1 |
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
- значение длины волны лазерного излучения, полученное в первом упражнении.
2. По формуле,
,
где a - ширина щели, найдите значение ширины щели, производя расчет для каждого порядка максимума.
3. Определите среднее арифметическое значение ширины щели и статистическую погрешность измерений.
4. Отключите установку от сети.
Контрольные вопросы
1. Как формируется лазерный луч?
2. Каковы особенности лазерного излучения?
3. Что в лазерной технике называется «подкачкой»?
4. Что называется углом Брюстера и как используется закон Брюстера в установке лазера?
5. Какие нелинейные эффекты могут возникнуть при применении лазерного излучения?
6. Каково основное условие возникновения явления дифракции?
7. Чем отличается дифракция Фраунгофера от дифракции Френеля?
Литература
1. Физический практикум.: В 2-х т./ Под ред. В.И.Ивероновой. М.: Наука, 1968, т.2, задача 166.
2. Савельев И.В. Курс общей физики: В 3-х т. М.: Наука, 1982, т.3.