физика

Перов Марк Валерьевич
Группа НДб-19-4
12 вариант
Отчет по лабораторной работе 5-3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ ПРИ ПОМОЩИ ДИФРАКЦИОННОЙ
РЕШЁТКИ
Цель работы: определение длины световой волны источника линейчатого спектра,
разрешающей способности и угловой дисперсии дифракционной решетки с помощью спектрогониометра.
Приборы и их характеристики:
Спектрогониометр
предел измерения:3600
цена деления основной шкалы:10
цена деления нониуса: 0,10
Оптическая схемма спектографа:
Расчетные формулы и пояснения
𝜆 = (𝑑/𝑘 ) ∙ sin 𝜑 , где 𝜆 – длина волны, нм; d – постоянная решетки, мм; k – номер порядка максимума, 𝜑 – угол падения
𝐷𝜑 =
𝑘
2𝑑∙cos 𝜑
, где 𝐷𝜑 - угловая дисперсия, рад/м
𝑅 = 𝑘 ∙ 𝑁 , где R – разрешающая способность решетки; N – общее число штрихов.
Таблица 1
Постоянная ДР, мм
1
d=
Длина ДР, мм
300
Нуль
прибора
Спектр.
линия
01
02
=69,5 =69,6
Отсчеты 
влево
Фиолетовая61,9;
1
61,8,3;62,0
Число штрихов ДР
 = 10
03
04 =
=69,5
69,4
Первый порядок, k=1
     0 
влево
7,6; 7,5; 7,7
N=
05
=69,5
 /d = 3000
0
=69,5
 , нм
 = (d/k)sin
φср
7,6
𝜆=
1
0,03
1
sin 7,6 = 440,0 нм
60,1; 60,0;
60,2
59,6; 59,5;
59,7
Зеленая-1
Желтая-1
9,4; 9,3; 9,5
9,4
𝜆=
9,9; 9,8; 10.0
9,9
𝜆=
1
0,03
1
1
0,03
1
sin 9,4 = 543,3 нм
sin 9,9 = 570,0 нм
Второй порядок, k=2
Спектр.
линия
Отсчеты 
влево
Фиолетовая-2 54,5;54,4;54,6
50,7; 50,6;
50,8
49,6; 49,5;
49,7
Зеленая-2
Желтая-2
Спектр.
линия
Фиолетовая
ср ,нм
435,0
     0 
влево
15,0; 14,9; 15,1
18,8; 18,7 ; 18,9
19,9; 19,8; 20,0
φср
 , нм
 = (d/k)sin
15,0
𝜆=
18,8
𝜆=
19,9
𝜆=
Зеленая
1
0,03
2
1
0,03
2
1
0,03
2
sin 15,0 =430,0
нм
sin 18,8 =536,6
нм
sin 19,9 = 566,6
нм
Желтая
539,9
568,3
Обработка результатов измерений
Угловая дисперсия
𝑘
1
D1=
=1
−3
D2=
𝑑𝑐𝑜𝑠𝜑
𝑘
𝑑𝑐𝑜𝑠𝜑
300
=
∗10
cos 7,6
= 320725 - для фиолетовой линии (рад/м)
2
1
∗10−3 cos 15,0
300
= 621761- для фиолетовой линии (рад/м)
Разрешающая способность
𝑅 = 𝑘 ∙ 𝑁 = 1 ∙ 3000 = 3000
𝑅 = 𝑘 ∙ 𝑁 = 2 ∙ 3000 = 6000
Сравним экспериментальные данные с теоретическими
Спектр. линия
Фиолетовая
Зеленая
ср ,нм
435,0
539,9
Желтая
568,3
435,8
546,0
578,2
теор,нм
Значения длин волн, полученных экспериментальным путем, близки к теоретиче-
ским значениям.
Вывод: В ходе выполнения лабораторной работы были определены длины световой
волны источника линейчатого спектра, разрешающей способности и угловой дисперсии дифракционной решетки с помощью спектрогониометра.