[vsesdal]
Количество страниц учебной работы: 5,10
Содержание:
“Рекомендации по выполнению
Лабораторная работа 7.3
Определение длины электромагнитной волны методом дифракции Фраунгофера
1. Цель работы
2. Основные теоретические сведения
3. Описание лабораторной установки
4. Задание
1. Выбрать линзу “Л2”, задав фокусное расстояние L от 25 до 35 см.
2. Получить интерференционную картину на экране.
3. Установить красный светофильтр. Измерить расстояние l1 от середины максимума первого порядка до середины центрального максимума по шкале экрана. Записать полученное значение в отчет по лабораторной работе.
4. Повторить измерения для максимума второго порядка.
5. Установить фиолетовый светофильтр. Повторить п.2 и п.3 для фиолетового света.
6. По формуле (4) рассчитать углы дифракции первого и второго порядков для красного и фиолетового цвета.
7. По формуле (3) рассчитать длины волн фиолетового и красного цвета. Период решетки принимается равным 5мкм. Окончательные значения длин волн вычислить как средние арифметические по максимумам первого и второго порядка одного и того же цвета. Внести полученные значения длин волн в отчет по лабораторной работе.
8. Сделать основные выводы по проделанной работе.
5. Контрольные вопросы
1. Максимум какого наибольшего порядка может наблюдаться на данной дифракционной решетке?
2. Дайте понятие дифракции. В чем сущность принципа Гюйгенса- Френеля?
3. Расскажите об устройстве и назначении дифракционной решетки проходящего света.
4. Объясните порядок чередования цветов в спектре, полученном в п.2 Задания.
6. Литература
”
Учебная работа № 187535. Контрольная Определение длины электромагнитной волны методом дифракции Фраунгофера, лабораторная работа 7.3
Выдержка из похожей работы
Вывод и анализ формул Френеля на основе электромагнитной теории Максвелла
…..свелла : [pic] и [pic] (1) (учитывая , что среда диэлектрическая , т.е. [pic]) для плоской монохроматической волны точное решение этих уравнений будет (если оси Х направить в сторону распространения волны): [pic] и [pic] ([pic]=[pic]=0) (2) где A и B , [pic] и [pic], [pic]- постоянные (не зависят от времени и координаты) , [pic] и[pic] – характеристики среды , в которой распространяется волна , [pic] , t – рассматриваемый момент времени x – рассматриваемая координата на оси Х V – скорость распространения волны в данной среде (естественно , в силу линейности уравнений Максвелла любая сумма таких волн будет также их точным решением ) Также она должна удовлетворять условиям на границе раздела : [pic]и [pic] не терпят разрыва на поверхности раздела , [pic] и [pic] также не терпят разрыва , поскольку на границе раздела не течет ток и нет поверхностной плотности заряда: [pic] (3) (индексом 1 обозначаем все , относящееся к первой среде , индексом 2 – ко второй) Таким образом , необходимо построить точное решение уравнений (1) , удовлетворяющих условиям (3). Для этого рассмотрим два случая : случай ТМ -волны (р-волны ) – вектор [pic]перпендикулярен плоскости падения (трансверсальная магнитная) , и случай ТЕ-волны (s-волны)- вектор [pic] перпендикулярен плоскости падения (трансверсальная электрическая). Любая плоская волна (с любой поляризацией) может быть представлена как линейная комбинация двух таких волн. Случай ТМ -волны (p – волны) [pic] рис.2 Из рисунка видео , что [pic] , запишем условия равенства [pic] на границе раздела : [pic] ( учитывая , что волна в среде 1 есть сумма падающей и отраженной волн) подставляем значения[pic]: [pic] подставляем [pic] из (2) : [pic] Аналогично , поскольку [pic] получаем для вектора [pic]на границе раздела: [pic] ( c учетом (2) ) [pic] для выполнения равенств для [pic]и [pic] потребуем равенства аргументов косинусов : [pic] потребуем также равенства начальных фаз: [pic] из рисунка видно , что : [pic] [pic], [pic] (4) ([pic],[pic]и [pic] – соответственно : угол падения , угол отражения и угол преломления ) , тогда имеем : [pic] [pic] [pic] из равенства аргументов получаем : [pic] (т.к. [pic] , [pic] ) [pic]т.е. получены , как и следовало ожидать , законы отражения и преломления света разделим теперь выражения для[pic]и [pic]на [pic] , получим (c учетом (4) ) следующую систему : [pic] (5) здесь неизвестными являются [pic]и [pic] , а [pic] – заданно. Умножим первое уравнение на [pic] а второе на [pic] и вычтем из первого второе , тогда члены с[pic] сократятся и получим: [pic] поскольку для неферромагнетиков магнитная проницаемость[pic] незначительно отличается от единицы , то для сравнительно широкого класса сред можно считать [pic], тогда: [pic]. ( разделим числитель и знаменатель на [pic], и учтя , что[pic] ) применив закон преломления , получим (6): из второго уравнения системы (5) получаем для [pic]: [pic] (поскольку полагаем [pic],) , тогда: [pic][pic] (7) проверим теперь выполнение еще двух условий на границе раздела ,которые мы не учли -[pic] и [pic]. Второе равенство выполняется заведомо , поскольку [pic], проверим первое равенство [pic] : из рисунка видно , что [pic] , а [pic] подставим значения [pic],[pic] и [pic]( из 2) , сократив сразу на [pic] , и учитывая (4) : [pic](выражая [pic]через второе уравнение системы (5) ) [pic] Таким образом действительно получено точное решение уравнений (2) , удовлетворяющее всем начальным условия. Итак , имеем следующие формулы Френеля для случая s-волны для отражения и преломления (из (6) и (7) ): [pic] и [pic] Случай ТЕ -волны ( s – волны) [pic] рис.3 Из рисунка видно , что [pic] Условия (3) для [pic] и [pic]: [pic] подставляя значения [pic]и [pic] из (2) получим : [pic]как и в случае ТМ-волны предполагаем равенство аргументов косинусов и совершенно аналогично получаем в этом случае закон отражения и преломления света , сокращая на [pic]…