Лабораторная работа №71.2
«Дифракционная решетка»
Выполнила студентка 1 курса, направления
«Экология и природопользование», 19.Б05-нз
Лутовинова Дарья
Преподаватель: С.О. Высоцкая
Формулы, необходимые для вычисления результата, и обозначения.
,
где d — период дифракционной решетки; — углы, образованные спектральными линиями с главным максимумом нулевого порядка; k – порядок максимума (k = 0, 1, 2,..); λ - длина волны.
Схема установки и основные характеристики используемых измерительных приборов.
1 — источник света, 2 — щель, 3 — коллиматор, 4 — объектив коллиматор, 5 — столик, 6 — решетка, 7 — объектив зрительной трубы, 8 — зрительная труба, 9 — окуляр зрительной трубы, 10 — нониус.
Коллиматор (3) с входной щелью (2) служит для создания параллельного пучка света, зрительная труба (8) – для наблюдения спектральных линий. На столике (5) устанавливается дифракционная решетка. Зрительная труба гониометра может поворачиваться вокруг вертикальной оси прибора, при этом угол поворота трубы отсчитывается с помощью лимба и нониуса. Лимб – круговая шкала в угловых градусах, нанесенная по окружности неподвижного столика гониометра. Два диаметрально противоположных нониуса поворачиваются вместе со зрительной трубой.
|
|
Значения справочных материалов и констант, используемых при расчетах.
Период дифракционной решетки – 300 штрихов на 1 мм; .
Результаты измерений и расчеты.
Порядок спектра, k |
Цвет линии | Угловое положение линии |
|
|
λ (нм) | |
1 | фиолетовый | 402,17 | ||||
1 | зеленый | 544,66 | ||||
1 | желтый | 563,58 | ||||
2 | фиолетовый | 399,17 | ||||
2 | зеленый | 532,65 | ||||
2 | желтый | 568,54 |
Вычисление длин волн спектральных линий.
Порядок спектра, k | Цвет линии | |||
1 | фиолетовый | 0.12187 | 402,17 нм | |
1 | зеленый | 0.16505 | 544,66 нм | |
1 | желтый | 0.17078 | 563,58 нм | |
2 | фиолетовый | 0.24192 | 399,17 нм | |
2 | зеленый | 0.32282 | 532,65 нм | |
2 | желтый | 0.34475 | 568,54 нм |
Вычисление окончательного значения длин волн спектральных линий.
где средневзвешенное значение длины волны;
Введём обозначение:
Цвет линии — фиолетовый
k =1 | |||
k =2 |
Цвет линии — зеленый
k =1 | |||
k =2 |
Цвет линии — желтый
k =1 | |||
k =2 |
Формулы для расчета погрешности.
где — дисперсия средневзвешенного значения длины волны; — вес соответствующей реализации; — средневзвешенное значение длины волны; — значение длины волны, полученное для соответствующего порядка; n — число измерений.
|
|
где — погрешность измерения волны; — коэффициент Стьюдента.