Інформація для вчителів
Застосування
Схема досліду
Який вигляд має спектр світлодіода на пропускній ґратці?
Довжину хвилі світла можна визначити багатьма різними способами.
У цьому досліді учні знайомляться з так званим об'єктивним методом із пропускною ґраткою.
Назва «пропускна ґратка» означає, що світло проходить крізь ґратку й при цьому інтерферує.
Інформація для вчителів
Вказівки
Оскільки розсіяне світло майже не впливає на це вимірювання, класну кімнату достатньо лише злегка затемнити, щоб інтерференцію на екрані було видно. Проміжки й відстані треба вимірювати дуже точно, бо навіть невеликі неточності дають великі відхилення в результаті.
Завдання
Визначте довжину хвилі максимальної інтенсивності за допомогою пропускної ґратки.
Правила безпеки
Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Схема досліду
Який вигляд має спектр світлодіода на пропускній ґратці?
Довжину хвилі світла можна визначити багатьма різними способами.
У цьому досліді ви знайомитеся з так званим об'єктивним методом із пропускною ґраткою.
Назва «пропускна ґратка» означає, що світло проходить крізь ґратку й при цьому інтерферує.
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість | 1 | Основа штатива, PHYWE | 02001-00 | 1 | 2 | Штативний стрижень, нерж. ст., l=600 мм, d = 10 мм | 02037-00 | 2 | 3 | Ковзна опора без кутової шкали | 09851-02 | 1 | 4 | Тримач діафрагм, накидний | 11604-09 | 2 | 5 | Лінза на ковзній опорі, f = +100 мм | 09820-02 | 1 | 6 | Екран, напівпрозорий, прибл. 150 x 150 мм² | 09851-03 | 1 | 7 | Лінза на ковзній опорі, f = +300 мм | 09820-04 | 1 | 8 | Ґратка, 500 штрихів/мм, у слайдовій рамці без скла | 09851-16 | 1 | 9 | Світлодіод - червоний, з послідовним резистором і гніздами 4 мм, на платі-носії | 09852-20 | 1 | 10 | Світлозахисний тубус для світлодіода, Dвн = 8 мм, l = 40 мм | 09852-01 | 1 | 11 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 | 12 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 | 13 | З'єднувальний провідник, 750 мм, червоний | 07362-01 | 1 | 14 | З'єднувальний провідник, 750 мм, синій | 07362-04 | 1 |
|---|
Складання (1/2)
- Відповідно до рисунків надіти на світлодіод світлозахисний тубус.
- Установити складники на штативному приладді.
- Освітлювальна щілина і ґратка поки що не потрібні.
Складання (2/2)
- Світлодіод під'єднують до блока живлення (при цьому стежать за правильною полярністю).
- Блок живлення встановлюють на 6 В.
Виконання (1/2)
- Лінзу пересувають на штативному приладді вперед і назад.
- Доти, доки на екрані не стане видно якомога чіткішу (і меншу) світлову пляму.
- Освітлювальну щілину і ґратку разом у тримачі діафрагм насаджують на ковзну опору з лінзою з боку екрана.
Виконання (2/2)
- Тепер на екрані видно інтерференційну картину.
- Виміряйте відстань між двома першими максимумами.
- Запишіть її як
- Виміряйте відстань між ґраткою та екраном.
- Запишіть її як .
Протокол
Завдання 1
Запишіть виміряні значення
для і .
a
l
Ґратка має 500 штрихів на мм, а довжина хвилі становить 632 нм
Скомбінуйте обидва рівняння (праворуч) і розв'яжіть їх відносно \lambda \lambda = ____ · ____ arctan( ____ / ____ ))
lambda
Яке значення ви отримали для ?
Відомі такі рівняння / формули:
= довжина хвилі світла
= стала ґратки
= відстань до першого інтерференційного максимуму
= відстань між ґраткою та екраном
Завдання 2
Скомбінуйте обидва рівняння (праворуч) і розв'яжіть їх відносно \lambda Розв'язавши формулу tan(\alpha) = a/l відносно a і підставивши у формулу sin(\alpha) = \lambda/g, яку розв'язують відносно l, дістають формулу: \lambda = ____. Підставивши значення a, l і g (500 штрихів на мм), дістають \lambda = ____ \times ____ = ____. Довжина хвилі червоного світлодіода зазначена як 632 нм, отже, при цьому вимірюванні відхилення становить майже ____.