Задание 3. Дифракция на двумерной дифракционной решётке

1. Повернув турель 2, установите под лазерный луч двумерную дифракционную решетку. Убедитесь, что плоскость пластинки перпендикулярна световому пучку (угол ).

2. Зарисуйте изображения дифракционных картин для углов , и .

3. Выключите лазерный источник света.

4. Определите расстояние от центра нулевого максимума (центра дифракционной картины) до центра первого интерференционного максимума по оси и до первого интерференционного максимума по оси . Данные занесите в таблицу 3.

Таблица 3

двумерная дифракционная решётка
угол

По формулам (3) рассчитайте и постоянные двумерной дифракционной решётки по осям и , приняв во внимание, что и где – кажущаяся постоянная дифракционной решётки.

,

, (3)

5. Оцените погрешность измерений по формуле Стьюдента и запишите результат в формате:

Контрольные вопросы

1. Объясните сущность дифракции света, дифракции Френеля и Фраунгофера.

2. Принцип Гюйгенса - Френеля. Объясните с его помощью явление дифракции.

3. Метод зон Френеля.

4. Объясните получение условий максимумов и минимумов при дифракции света на щели.

5. Выведите условия минимумов и максимумов при дифракции на решетке.

6. Сделайте сравнительную оценку дифракционных картин, полученных на щели и на решетке. Какая из них имеет преимущества, и в чем они состоят?

7. Почему изменяются положения максимумов и минимумов при повороте объектов исследования по отношению к падающему на них световому пучку?

8. Объясните картину дифракции на двумерной решетке.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12.

Дифракция света на щели

Цель работы: наблюдение дифракционной картины на щели, измерение ширины щелей и расстояния между ними.

Оборудование: Оптическая скамья, гелий-неоновый лазер ЛГ-2, дифракционный объект МОЛ-1 (Приложение 4), экран.

Методика измерений

Рассмотрим дифракцию плоской монохроматической волны от щели. Щелью будем называть прямоугольное отверстие, ширина которого во много раз меньше его длины.

Установка для наблюдения дифракции собрана на оптической скамье (рис. 78) и состоит из гелий-неонового лазера ЛГ-2, дифракционного объекта МОЛ-1 и экрана.

Оптическая схема установки изображена на рис. 79

Рис. 78. Внешний вид установки ЛГ-2 с объектом МОЛ-1

Рис. 79. Оптическая схема установки: 1 – лазер ГН-3; 2 - дифракционный объект МОЛ-1; 3 – экран.