Лабораторная работа №14.
«Определение спектральных границ чувствительности человеческого глаза с дифракционной решетки».
Цель работы: изучение дифракции белого света.
Задачи работы: определение длин световых волн, соответствующих красному, желтому (зеленому), фиолетовому участкам видимого спектра, определяющих спектральные границы чувствительности человеческого глаза.
Оборудование: набор дифракционных решёток, прибор для измерения длины световой волны.
Теория и метод выполнения работы:
Формула дифракционной решётки имеет вид .
Т.к. углы дифракции очень малы, то . Окончательно формула дифракционной решётки принимает вид . Расчётные формулы для определения длин световых волн, соответствующих красному, желтому (зеленому), фиолетовому участкам видимого спектра и определяющих спектральные границы чувствительности человеческого глаза имеют вид , , .
Таблица измерений и вычислений
длины световой волны, соответствующей красному участку видимого спектра
№
опыта
Период дифракционной решётки
Дифракционный максимум
Расстояние от центрального максимума до k-ого
Расстояние от дифракционной решётки до экрана
Длина волны красного участка видимого спектра
Абсолютная погрешность
d
k
акр
b
кр
кр
мм
-
мм
мм
нм
нм
1
2
3
4
5
Среднее
Сегодня мы будем заниматься лабораторной работой номер 14 по определению спектральных границ чувствительности человеческого глаза с помощью дифракционной решетки. Наша цель - изучить явление дифракции белого света. Мы хотим определить длины световых волн, соответствующие красному, желтому, зеленому и фиолетовому участкам видимого спектра, которые определяют спектральные границы чувствительности нашего глаза.
Для выполнения эксперимента нам потребуется набор дифракционных решеток и прибор для измерения длины световой волны.
Давайте вспомним формулу дифракции от решетки: mλ = d*sinθ, где m - номер главного максимума, λ - длина световой волны, d - период решетки, θ - угол дифракции.
Мы будем работать с очень малыми углами, поэтому можно считать, что sinθ ≈ θ.
Из этого следует, что mλ ≈ dθ.
Конечная формула для дифракции от решетки нашего эксперимента будет иметь вид:
λ = (dθ)/m.
Теперь в таблице измерений и вычислений нам следует заполнить все необходимые данные для определения длины волны красного участка видимого спектра.
Первое измерение - период дифракционной решетки (параметр d), который необходимо указать в миллиметрах.
Второе измерение - номер дифракционного максимума, который вы сможете отсчитать на экране.
Третье измерение - расстояние от центрального максимума до k-го максимума.
Четвертое измерение - расстояние от дифракционной решетки до экрана.
Последнее значение в таблице - это длина волны красного участка видимого спектра, которую мы должны вычислить.
Теперь, чтобы рассчитать длину волны, нам понадобятся следующие формулы:
Длина волны красного участка видимого спектра (λkr) = (dθk)/m.
Абсолютная погрешность (Δλkr) можно рассчитать по формуле: Δλkr = (λkr)/k.
Осталось только заполнить таблицу согласно полученным данным из эксперимента и применить формулы для вычисления длины волны красного участка видимого спектра и ее абсолютной погрешности.
Надеюсь, теперь все стало ясно! Если у тебя возникнут вопросы по ходу выполнения работы, буду рад помочь!