Дополнительные максимумы и минимумы.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»
Факультет энергетический
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
Отчёт
По лабораторной работе №7
Определение длины волны света с помощью дифракционной решетки
Студент группы Э-02 Щербаков А. Ю.
Преподаватель. Тубалов Н.П
Барнаул 2011
1.Цель работы:
- изучить явление дифракции на примере использования дифракционной
решетки;
- ознакомиться с принципом действия дифракционной решетки позволяющей
разлагать белый свет в спектр;
- определить значение краевых длин волн видимой части спектра.
2.Приборы и принадлежности: источник питания лампы накаливания, лабораторный стенд в составе: короб с установленной в нем лампой накаливания, выходная регулируемая щель, закрепленная на штативе линейка, дифракционная решетка, масштабная линейка.
3. Краткое теоретическое описание.
Дифракционной решеткой называется совокупность узких параллельных
щелей, разделенных непрозрачными промежутками одинаковой ширины.
Приведенная дифракционная картина имеет ряд особенностей. Имеются
главные максимумы - узкие пучки света большой интенсивности
направленные под определенными углами; главные минимумы - направления, в которых интенсивность света, прошедшего решетку равна
нулю. Между главными максимумами расположены дополнительные
максимумы и минимумы. Пунктирная кривая, проходящая через вершины
главных максимумов, изображает интенсивность от одной щели умноженную на число щелей в квадрате.
При использовании белого света, он разлагается в спектр, т.к. положение максимумов и минимумов на дифракционной картине зависит от длины волны.
Главные максимумы. В случае если разность хода лучей от соседних щелей дифракционной решетки равна целому числу длин волн (условие максимумов), наблюдается усиление интенсивности света. Таким образом, главные максимумы формируются светом, приходящим от всех щелей.
Главные минимумы. Главные минимумы на дифракционной картине регистрируются в тех направлениях, для которых волновой фронт в пределах одной щели, шириной b, точно делится на четное количество зон Френеля z. 
Дополнительные максимумы и минимумы.
Указанное условие означает, что световая волна в конечной точке дополнительного фронта одной щели и волна начальной точки дополнительного фронта следующей щели синфазные.
Формирование дополнительных максимумов и минимумов приводит к тому, что главные максимумы становятся чрезвычайно узкими.
4. Схема эксперимента:
Белый свет от источника падает нормально на дифракционную решетку. Углы дифракции регистрируются глазом наблюдателя. Лучи света после дифракции проходят через хрусталик и попадают на сетчатку глаза. Кажущееся изображение дифракционного спектра регистрируется на измерительной линейке.
Рисунок 3. Оптическая схема экспериментальной установки.
5. Обработка результатов измерений:
Таблица 1. Экспериментальные данные
| Порядок спектра m | Фиолетовые линии | Красные линии |
|
| ||
| x,мм | 
| x,мм |
| |||
| 1 | 36.5 | 36,67 | 52 | 50,67 |
| 0,671 * |
| 37.5 | 49 | |||||
| 36 | 51 | |||||
| 2 | 74 | 73,17 | 104 | 104 | 0,4813* | 0,684* |
| 73 | 105 | |||||
| 72.5 | 103 | |||||
| L=38см, d =0.01мм. λ=( d * x )/(2 m * l ) | ||||||
Рассчитаем 
:
Рассчитаем λ:
Таблица 2. Расчёт погрешностей
| Условия опыта | x,мм |
| 
| 
| 
| Δx,мм |
| Фиолетовые линии m=1 | 36.5 | 36,67 | -0.17 | 50,67 | 0.301 | 1.294 |
| 37.5 | 0.83 | |||||
| 36 | -0.67 | |||||
| Красные линии m=2 | 104 | 104 | 0 | 104 | 0.577 | 2.481 |
| 105 | 1 | |||||
| 103 | -1 | |||||
| L=38см, d =0.01мм. λ=( d * x )/(2 m * l ) | ||||||
Δx=4.3*σ=1.294
Вывод: Из данной лабораторной работы я понял как работает принцип
Гюгена-Френеля и как работает дифракционная решетка. Принцип заключается в том, что каждая точка фронта волны является источником вторичных когерентных волн, которые накладываются друг на друга.