Дифракциялық торлар. Зертханалық жұмыс № 2. Дифракциялық тордың көмегімен жарық толқынының ұзындығын анықтау. Физика, 11 сынып, қосымша материал.

Аты-жөні___________________________________________________ Сынып ________________

Сақтау шаралары:

- өлшеу жүргізілгеннен кейін жарық көзін өшіріңіз;

- Лазер мен шамды тікелей көзге түсірмеңіз.

Зертханалық жұмыс №2

«Дифракциялық тордың көмегімен жарық толқынының ұзындығын анықтау».

Мақсаттар:

* дифракциялық тор арқылы алынған суретті сипаттау;

* толқын ұзындығын анықтау үшін дифракциялық торды пайдалану.

Құрал-жабдықтар:.

1 тапсырма. Дифракциялық тор арқылы спектрді алу.

Кіріспе.

Дифракционды тор-бұл түрлі бағыттарда қозғалатын бірнеше сәулеге жарықты бөлетін периодтық құрылымы бар оптикалық аспап. Экранда пайда болатын спектр дифракция құбылысының салдары болып табылады. Бұл сәулелердің бағыты тор мен жарық толқынының ұзындығы арасындағы қашықтыққа байланысты, сондықтан тор дисперсиялық элемент ретінде әрекет етеді. Осыған байланысты торлар көбінесе монохроматорлар мен спектрометрлерде қолданылады.

Максимумдар пайда болатын бұрыштарды өлшей отырып, біз түсетін жарық толқынының ұзындығын анықтай аламыз. Толқын ұзындығы λ монохроматикалық жарыққа байланысты бұрышпен θ ретінде:

d sin θ = nλ -тор теңдеуі

мұнда d-тордың көршілес сызықтары арасындағы қашықтық, ал n максимум тәртібі ретінде белгілі; n тек 0, 1, 2, 3 және т. б. бүтін мәндері болуы мүмкін.

Эксперимент алдындағы сұрақтар:

Ақ жарық дегеніміз не? Ол неден тұрады?

* Мұны растайтын эксперименттердің мысалдарын келтіріңіз.

Жұмыс барысы:

1.Жабдықты дайындау бөлімінде көрсетілгендей реттеңіз.

2.80 сызығы/мм торды пайдаланыңыз.

3.Бұл дифракциялық тор беретін спектрді сипаттаңыз.

• Алдыңғы торды 500 немесе 1000 сызыққа/мм ауыстырыңыз.
• Спектрде не өзгерді? Спектрді сипаттаңыз.

• Төмендегі кеңістікте осы спектрді сызыңыз.

• Тор теңдеуін пайдалана отырып, осы құбылыстың себебін түсіндіріңіз

2 тапсырма. Дифракциялық тор арқылы толқын ұзындығын анықтау

Жұмыс барысы:

1.Оптикалық қабырғадан линзаларды, жарық көзін және торларды алыңыз.

2.Лазер ұстағышын экранның қарама-қарсы жағына орнатып, қосыңыз. Лазермен жұмыс істеу кезіндегі қауіпсіздік ережелерін есте сақтаңыз.

3.Экранда лазерлік дақ орталығының орнын белгілеп, оны "0"белгілеңіз.

4.80 сызықпен / мм торды орнатыңыз және кестедегі торлар мен экран арасындағы d қашықтығын жазыңыз. Оны жылжытпаңыз!

5.Бұл дифракциялық тор беретін спектрді сипаттаңыз.

• Экранда орталық нүктесінің оң жағындағы дақтарды белгілеңіз және оларды тиісінше 1, 2, 3 және т.б. белгілеңіз. Мысалы, бірінші, екінші және т. б.
• Лазерді өшіріңіз
• "0" нүктесі мен "1" нүктесінің арасындағы x қашықтығын өлшеңіз және оны төмендегі кестеге жазыңыз.
• Алты деректер жиынтығын алғанға дейін 8-қадамды қайталаңыз
• Бағандар тақырыптарындағы физикалық шамаларды өлшеу бірліктерін жазыңыз.

Кесте 1. Эксперименталдық нәтижелер

• Бұрышты анықтаңыз θ, теңдеуді пайдаланып

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

• Тордың периодын анықтаңыз d

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

• dsin θ n-ға тәелді графигін сызыңыз. Екі осьті дұрыс шкаламен және өлшем бірліктерімен белгілеңіз.
• Жасалған нүктелер арқылы ең жақсы сәйкестік сызығын сызыңыз.
• Кіріспе арқылы ең жақсы сәйкестік сызығының градиенті арқылы толқын ұзындығын анықтаңыз және оны тиісті өлшем бірліктерімен жазыңыз.

3 тапсырма. Қателерді талдау.

• Құрылған кестені кездейсоқ және жүйелі қателердің болуына талдау.

• Экспериментті жақсарту тәсілдерін ұсыныңыз.

- Сіздің ойыңызша, эксперименттің қандай бөлігі өзгерісті қажет етеді және неге назар аударыңыз.

- Экспериментті жақсарту бойынша ұсыныстар:

• Қорытынды жасаңыз.

Мұғалімнің кері байланысы: