Методика эксперимента. В данной работе эксперимент проводится на дифракционной решетке

В данной работе эксперимент проводится на дифракционной решетке. Прозрачная дифракционная решетка для световых волн – это пластинка из прозрачного материала (обычно из стекла), на которую каким либо путем (механическим или фотоспособом) нанесено большое число параллельных, равноотстоящих щели а, расстояние между щелями .

Величина называется периодом решетки, где а – ширина щели, – расстояние между щелями.

Пусть плоская волна падает на дифракционную решетку перпендикулярно. Дойдя до решетки, волна рассеивается с разной интенсивностью во всех направлениях. Линза собирает параллельные вторичные волны в одну точку экрана, находящегося в фокальной плоскости линзы, где они интерферируют (рис 2).

Интерференцией волн называется явление усиления или ослабления амплитуды колебаний, возникающее при наложении двух или более когерентных волн.

Максимум интенсивности возникает при наложении

волн, у которых оптическая разность хода , где

Как видно из рис. 1, разность хода интерферирующих лучей , где – угол дифракции. Максимумам будут соответствовать такие углы дифракции, для которых разность хода равна целому числу длин волн, т.е.

. (1)

Общий вид установки представлен на рис 3а, а схема - на 3б (вид сверху), где 1 – источник света, 2 – шток с щелью S и линейкой с миллиметровой шкалой, 3 – дифракционная решетка. Роль линзы выполняет хрусталик глаза наблюдателя. Если смотреть на освещенную светом щель S через дифракционную решетку, то кроме дифракционного изображения щели в белом свете по бокам видны ее симметричные радужные изображения . Угол дифракции определяется по положению дифракционного максимума на миллиметровой шкале.

Очевидно, что , где – расстояние от центрального изображения щели (m = 0) до одного из боковых изображений, L – расстояние от решетки до щели S. Так как угол мал, то . Следовательно, . Тогда получим формулу для определения длины волны:

. (2)