Естественные науки

Помогите пожалуйста решить задачку по физике

Окрашенную целлофановую пленку можно использовать как монохромного (выделяет довольно узкий интервал световых длин волн) как с помощью настольной лампы и проигрывателя с пластинкой, линейкой и листа кантона с небольшим отверстием определить длину воны этого интервала?
Получается занятная домашняя лабораторная работа. Спасибо за такой вопрос. Попробую реализовать.

Идея понятна
1)Изготовить монохромный точечный источник
Лампа, отверстие в экране + пленка, как узкополосный светофильтр
2) Разумеется все в темноте - для ориентации используем карм. фонарик
3) Пластинка имеет регулярную структуру - она будет служить дифракционной решеткой.
Для начала надо определить период решетки - расстояние между соседними канавками.
Знаем частоту вращения - 33 об/мин. Запускаем пластинку, отмеряем время на проигрывание фонограммы, вычисляем количество оборотов = числу бороздок. Линейкой замеряем на пластинке ширину записи фонограммы.
4) Приступаем к измерению длины волны. Зайчик от отверстия направляем на пластинку. Угол падения отсчитываем от нормали к пластинке. Ознакомьтесь с принципом работы дифракционной решетки - я не буду вдаваться в подробности.
Для расчетов нам надо знать угол падения - измеряем его в 0-ом порядке дифракции. При падении света на решетку отражение под углом, равным углу падения отражаются все длины волн. Посылаем на решетку свет от отверстия без светофильтра (белый) , видим на листе отраженные зайчики - один из них - белый. Расстояние от него до оверстия позволяет определить угол падения - как для обычного зеркала.

Измерения проводим в режиме автоколлимации - угол отражения = углу падения - строго обратно. Т. е. , отраженный монохроматический пучок "рассыпется" на отдельные отраженные пучки (будет несколько порядков 4 - 5). Зайчики, отраженные от пластинки наблюдаем на листе бумаги, в котором отверстие с пленкой - это будет удобно. Мы поворачиваем пластинку перемещая отраженные зайчики на листе. Совмещаем один из них с отверстием. Готово -
2sin(fi)d=n(длина волны)
fi - угол падения
d - период решетки
n - целое число - порядок дифракции
Зафиксировали положение пластинки и листа, убрали светофильтр - зафиксировали на листе белый зайчик - измерили его расстояние от отверстия - вычислили угол падения
tg(fi)=h/2L
h - расстояние от зайчика до отверстия
L - расст. от экрана до пластинки (до точки падения света на пластинку)

Это можно проделать для нескольких порядков дифракции дифракции, результаты усреднить, оценить погрешность измерений.

По результатам можно определить ширину пропускания фильтра, померить диаметр зайчика, рассчитать угловую дисперсию решетки, из нее получить линейную дисперсию. При расчете также следует влияние дифракции на размеры зайчика.
Короче - размер зайчика будет больше диаметра отверстия в экране по двум причинам
1) Дифракция на отверстии
2) Немонохромность источника
Влияние 1-го определяем замерив диаметр зайчика от белого света.
Если диаметр цветного зайчика больше, чем белого, 1-ым фактором можно пренебречь и вычислить ширину спектра. Если размеры одинаковы - то можно сказать, что ширина спектра не выше такой-то величины.
АЦ
Андрій Цегельник
10 156
Лучший ответ