PRAKTICKÉ CVIČENIE Z FYZIKY Gymnázium Partizánske

˘

˘

4. MERANIE VLNOVEJ DLZKY SVETLA

OPTICKOU MRIEZKOU

Vypracoval : Školský rok :

Dátum : Ročník : 4.

Trieda :

_______________________________________________________________________________________

Teoretický úvod :

Pre maximá pri ohybe svetla na optickej mriežke platí

b.sin a_k = k.l

kde a_k je ohybový uhol pre poradové číslo k ( k = 0,1,2...),

b je mriežková konštanta ( pre danú mriežku je známa),

k je poradové číslo ( rád maxima),

l je vlnová dĺžka svetla.

Ohybový uhol a_k je pre istý rád maxima tým väčší, čím väčšia je vlnová dĺžka a čím menšia je mriežková konštanta.

Keď mriežku osvetlíme bielym svetlom, vzniknú po oboch stranách maxima 0. rádu ( ktoré je biele), spektrá 1. rádu, prípadne aj ďalších rádov.Napríklad pre stred fialového svetla v spektre 1. rádu ( k = 1) podľa podmienky pre maximá platí

l_f = b.sin a_f

a stred červeného svetla

l_č = b.sin a_č

Z týchto vzťahov ľahko vypočítame vlnové dĺžky, ak určíme ohybové uhly a_f a a_č.

Pri meraní ohybových uhlov budeme používať zariadenie zostavené podľa pripojenej schémy.

M Š

smer pohľadu a_č

y

x

Pri pozorovaní štrbiny Š cez mriežku M uvidíte po obidvoch stranách štrbiny sprektrá 1. rádu aj vyšších rádov. Na meranie stačí pozorovať spektrá 1. rádu. Pre uhol a_č platí

Zo známej hodnoty mriežkovej konštanty b a uhla a_č môžeme určiť vlnovú dĺžku svetla

l_č = b.sin a_č

Úloha : Určte vlnové dĺžky červeného a modrého svetla.

Pomôcky : zdroj bieleho svetla, červený a modrý filter, optická mriežka, milimetrové merad-

lo, úzka štrbina.

Postup : 1. Zostavte optickú lavicu tak, že na jednom konci bude zdroj svetla prekrytý fareb-

ným filtrom a úzka štrbina, na druhom konci optická mriežka.

2. Jedným okom umiestneným tesne pri mriežke sa pozerajte cez mriežku na štrbinu

a meňte vzdialenosť štrbiny a mriežky tak, aby ste čo najlepšie videli ohybové ma-

ximá.

3. Pri určitej vzdialenosti x odmerajte vzdialenosti maxím 1. rádu 2y.

4. Meranie opakujte 5 krát pre rôzne vzdialenosti x.

5. Opakujte meranie pre inú farbu svetla.

6. Určte z nameraných hodnôt vlnové dĺžky pre červené a modré svetlo. Uveďte výs-

ledok vo forme intervalu s priemernou relatívnou odchýlkou.

Otázky

1. Porovnajte zistené hodnoty vlnových dĺžok s vlnovými dĺžkami pre danú farbu pomo-

cou tabuľky spektier z učebnice. Zistené rozdiely zdôvodnite.

2. Ako by sa zmenil vzťah pre výpočet vlnovej dĺžky, ak by ste odmerali vzdialenosť

maxím 2. rádu ?

3. Určte počet štrbín na 1 mm mriežky, ktorú ste použili pri meraní.