Ćwiczenie nr 67

Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej

Celem ćwiczenia było wyznaczenia długości fali za pomocą siatki dyfrakcyjnej

Aby wyznaczyć poszukiwane długości fali należało najpierw wyznaczyć stałą siatki dyfrakcyjnej wykorzystanej w doświadczeniu. Do tego celu wykorzystano źródło światła monochromatycznego-laser o znanej długości fali. Odczytanie położenia linii widmowych umożliwiło wyliczenie sinusa kąta ugięcia promieni na siatce. Korzystając z wzoru:

gdzie: d-stała siatki, n-rząd prążka, α - kąt ugięcia promieni, λ-długość fali, wyznaczono stałą siatki.

Do wyznaczenia długości fali świetlnej dla poszczególnych barw użyto lampy rtęciowej. Światło lampy przechodziło przez wąską szczelinę a następnie przez siatkę dyfrakcyjną. Oko obserwatora interpretowało obraz pozorny linii widmowych. Pomiar ich pozornego położenia na ekranie umożliwił wyznaczenie sinusa kąta ugięcia dla każdej z barw a w konsekwencji wyliczenie długości fali.

Obliczenia

I. Wyznaczenie stałej siatki d

1.średnia odległość widma od szczeliny

2.kąt ugięcia

3.stała siatki

Średnia stała siatki dyfrakcyjnej

II. Wyznaczanie długości fali świetlnej

1. średnia odległość prążka od szczeliny
   
   

Niebieskie prążki

Zielone prążki

Żółte prążki

2. kąt ugięcia i długość fali
   
   

Prążki niebieskie

Średnia długość fali

Prążki zielone

Średnia długość fali

Prążki żółte

Średnia długość fali

Rachunek błędów:

• maksymalny błąd bezwzględny pomiaru długości fali świetlnej

Wyniki i wnioski:

Celem tego ćwiczenia było wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej oraz długości fali świetlnej dla światła o poszczególnych barwach widocznych na ekranie.

Z pomiarów oraz obliczeń wynika, że korzystano z siatki dyfrakcyjnej o stałej równej d=5049,67±9,33nm.

Na tej podstawie wyliczono, że poszczególnym barwom linii widmowych odpowiadały fale o następującej długości: dla barwy niebieskiej
, dla barwy zielonej
, a dla barwy żółtej
. Wyniki te są więc zgodne z wynikami tablicowymi, a wiec prawidłowe.

1

---