ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ
Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювання
У роботі на визначення довжини світлової хвилі використовують
дифракційну решітку з періодом 1/100 мм або 1/50 мм (період вказано на
решітці). Решітка — це основна частина вимірювальної установки,
показаної на малюнку 194. Решітка l встановлена в тримачі 2, що
прикріплений до кінця лінійки 3. На лінійці розміщується чорний екран 4
з вузькою вертикальною щілиною 5 посередині. Екран можна переміщувати
вздовж лінійки, щоб змінювати його відстань до дифракційної решітки. На
екрані і лінійці шкали з міліметровими поділками. Вся установка
закріплена на штативі 6.
Якщо дивитися через решітку i щілину на джерело світла (лампочку
розжарювання чи свічку), то на чорному фоні екрана , можна спостерігати
по обидва боки від щілини дифракційні спектри 1-го, 2-го і т. д.
порядків.
визначається за формулою
— кут, під яким спостерігається максимум світла відповідного кольору.
Оскільки кути, під якими спостерігаються максимуми 1-го І 2-го порядків,
не перевищують 5°, то замість синусів кутів можна брати їх тангенси. З
малюнка 195 видно, що
Відстань а від решітки до екрана визначають за допомогою лінійки, а
відстань b від щілини до вибраної лінії спектра — за шкалою екрана.
Довжина хвилі
У цій роботі похибку визначення довжини хвилі не оцінюють, бо немає
повної чіткості у виборі середини частини спектра даного кольору.
Підготовка до проведення роботи
1. Підготувати бланк звіту з таблицею для записування результатів
вимірювань і обчислень.
2. Скласти вимірювальну установку, встановити екран на відстані 50 см
від решітки.
3. Дивитися через дифракційну решітку і щілину в екрані на джерело
світла і переміщувати при цьому решітку в тримачі так, щоб дифракційні
спектри розмістилися паралельно шкалі екрана.
Постановка експерименту, обробка результатів вимірювань
1. Обчислити довжину хвилі червоного світла в спектрі 1-го порядку
справа і зліва від щілини в екрані; знайти середнє значення результатів
вимірювання.
2. Зробити те саме для фіолетового світла.
3. Порівняти добуті результати з довжинами хвиль червоного і фіолетового
кольорів на кольоровій вклейці V, l.
Контрольне запитання
Чим відрізняється дифракційний спектр від дисперсійного?
Спостереження інтерференції і дифракції світла
Обладнання: пластинки скляні — 2 шт., шматки капронові або батистові,
засвічена фотоплівка з прорізом, зробленим лезом бритви, лампочка з
прямою ниткою розжарення (одна на весь клас).
Постановка експерименту
Спостереження інтерференції
1. Скляні пластинки добре протерти, скласти разом і стиснути пальцями.
2. Розглядати пластинки у відбитому світлі на темному фоні (розміщувати
їх треба так, щоб на поверхні скла утворювались не дуже яскраві
відблиски од вікон чи од білих стін).
3. В окремих місцях стикання пластинок спостерігати яскраві райдужні
кільцеподібні або неправильної форми смуги.
4. Простежити, як змінюються форма і розміщення добутих інтерференційних
смуг із зміною натиску на пластинки.
5. Спробувати побачити картину інтерференції в прохідному світлі.
Спостереження дифракції
1. Установити між губками штангенциркуля щілину завширшки 0,5 мм.
2. Приставити щілину близько до ока, розмістивши її вертикально.
3. Дивлячись крізь щілину на вертикально розміщену розжарену нитку
лампи, розглянути по обидва боки- від нитки райдужні смуги (дифракційні
спектри).
4. Змінюючи ширину щілини від 0,5 до 0,8 мм, простежити, як це впливає
на дифракційні спектри.
5. Спостерігати дифракційні спектри у прохідному світлі за допомогою
шматків капрону або батисту, засвіченої фотоплівки з прорізом.
6. Спостерігати дифракційний спектр у відбитому світлі за допомогою
грампластинки, розмістивши її горизонтально на рівні очей.
Спостереження суцільного і лінійчастого спектрів
Обладнання: проекційний апарат, спектральні трубки з воднем, неоном чи
гелієм, високовольтний індуктор, джерело живлення, штатив, з’єднувальні
проводи (ці прилади спільні для всього класу), скляна пластина із
скошеними гранями (видається кожному).
Постановка експерименту
1. Розмістити пластину горизонтально перед оком. Крізь грані, що
утворюють кут 45°, спостерігати світлу вертикальну смужку на екрані —
зображення розсувної щілини проекційного апарата.
2. Виділити основні кольори добутого суцільного спектра і записати їх у
спостережуваній послідовності.
3. Повторити дослід, розглядаючи смужку через грані, що утворюють кут
60°. Записати відмінності спектрів.
4. Спостерігати лінійчасті спектри водню, гелію або неону, розглядаючи
світлі спектральні трубки крізь грані скляної пластини. Записати
найбільш яскраві лінії спектрів.
Вивчення треків заряджених частинок
Під час роботи треба зробити ідентифікацію’ зарядженої частинки за
наслідками порівняння її треку з треком протона в камері Вільсона,
вміщеної у магнітне поле.
Обладнання, необхідні вимірювання, засоби вимірювання Для роботи
використовують готові фотографії треків двох заряджених частинок
(мал. 196). Трек І належить протону, трек ІІ —частинці, яку потрібно
ідентифікувати. Лінії індукції магнітного поля перпендикулярні до
площини фотографії. Початкові швидкості обох частинок однакові і
перпендикулярні до краю фотографії.
Ідентифікують невідому частинку, порівнюючи її питомий заряд q/m з
питомим зарядом протона. Це можна зробити, зимірявши і порівнявши
радіуси треків частинок на початкових ділянках треків. Справді, для
зарядженої частинки, яка рухається перпендикулярно до вектора індукції
магнітного поля, можна записати:
З цієї формули видно, що відношення питомих зарядів частинок дорівнює
оберненому відношенню радіусів їх траєкторій.
Радіус кривизни трека частинки визначають так. На фотографію накладають
аркуш прозорого паперу і переводять на нього трек (це треба робити
обережно, щоб не пошкодити фотографію). Як показано на малюнку 197,
креслять дві хорди і в їх серединах ставлять перпендикуляри. На перетині
перпендикулярів лежить центр кола; його радіус вимірюють лінійкою.
Підготовка до проведення роботи
1. Підготувати бланк звіту з таблицею для записування результатів
вимірювань і обчислень.
2. Перенести з фотографії на кальку треки частинок.
Постановка експерименту, обробка результатів вимірювань
1. Виміряти радіуси кривизни треків частинок, перенесених на папір
(на їх початкових ділянках).
2. Порівняти питомі заряди частинки і протона. Ідентифікувати частинку
за наслідками дослідження.
Контрольні запитання
Який напрям має вектор магнітної індукції відносно площини фотографії
треків частинок?
Чому радіуси кривизни на різних ділянках трека тієї самої частинки
різні?
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
