Главная | Обратная связь

Исследование светофильтра.

Определение области прозрач­ности светофильтра

в видимой части спектра с помощью дифракционной решетки

Часть сплошного спектра, для которой данный фильтр «прозрачен» называется областью прозрачности светофильтра или полосой пропускания светофильтра.

Цель данного упражнения – определить область прозрачности фильтра. Для этого надо найти коротковолновую λ_к и длинноволновую λ_д границу области прозрачности фильтра, т.е. минимальную и максимальную длины волн видимого света, которые ещё могут пройти через светофильтр. Область прозрачности находится между λ_к и λ_д.

 

Методика лабораторного эксперимента

 

1. На оптическую скамью (см. рис. 9) устанавливаем лампу накаливания 7, дающую сплошной спектр, экран 4 со щелью 2 и дифракционную решетку 3. Постоянная решетки указана на ее корпусе.

2. Подключив галогеновую лампу к «Блоку питания ламп» в разъём «Галогеновая лампа», включаем галогеновую лампу и, перемещая щель или дифракционную решетку вертикальном направлении, добиваемся попадания светового луча на дифракционную решетку.

3. Наблюдаем через дифракционную решетку на экране со шкалой 4 дифракционную картину в виде сплошных спектров. Регулируя расстояние между дифракционной решеткой и щелью, получаем четкое изображение спектров 7 и 2 порядков.

4. Устанавливаем исследуемый светофильтр 5 и записываем его цвет в табл. 4.

 

Таблица 4

Результаты определения области прозрачности светофильтра

 

 

 

 

 

 

 

 

L= мм; d = (a + b) = мм
Цвет фильтра	Порядок спектра m	Граница области прозрачности
коротковолновая λк	длинноволновая λд
отсчёт по шкале, мм
Влево l'	Вправо l”		Влево l'	Вправо l”
среднее значение λ, нм	λк=	λд=

 

5. Измеряем расстояние L между дифракционной решеткой к экраном.

6. Наблюдаем спектры первого порядка. По шкале слева l' и справа l" от центрального максимума определяем положение коротковолновой границы пропускаемого светофильтром света (рис. 10) с точностью до 1 мм.

7. Результаты измерения заносим в табл. 4.

8. Находим среднее значение l_к и по формуле (4) рассчитаем коротковолновую λ_к границу спектра.

9. Аналогичные измерения и расчеты проводим для спектра второго порядка. Из двух полученных значений λ_к по 1 и 2 порядку спектра берем среднее. Это и будет окончательным значением коротковолновой границей пропускаемого светофильтром света.

m = –2 m = –1 m = 0 m = 1 m = 2

Рис. 10. Пояснение к определению коротковолновой и длинноволновой границ пропускания светофильтра

 

10. Повторяем пункты 6–8 для нахождения длинноволновой границы пропускаемого светофильтром света. Результаты измерений и расчетов заносим также в табл. 4.

11. Делаем выводы.

12. Аналогичные измерения и расчеты по пп. 6–10 проводим для других светофильтров.

 

Контрольные вопросы

 

1. Какое явление называется дифракцией света?

2. В чем заключается принцип Гюйгенса–Френеля?

3. Какое отличие дифракции Фраунгофера от дифракции Френеля?

4. Запишите формулу, определяющую положение главных максимумов интенсивности света.

5. Каково условие минимума для решетки?

6. Дайте определение угловой дисперсии и разрешающей способности решетки.

7. В чем отличие дифракционной картины при наблюдении в монохроматическом и белом свете?

8. Что такое порядок спектра?

9. Что называется областью прозрачностью светофильтра?