Задачи › Дифракционная решётка

Лазер и лазерный диск

  1. Лазер и лазерный диск

    ВсОШ 1992/2001, 11 кл.
    5/10

    Определите длину волны излучения полупроводникового лазера и период отражательной дифракционной решётки.

    Оборудование: полупроводниковый лазер, два бруска, линейка, экран, алюминиевая фольга, две швейные иглы, стеклянная пластинка, пластилин, часть сектора лазерного диска (дифракционная решётка), ластик, лист миллиметровой бумаги.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(\lambda \approx \dfrac{d\,\Delta x}{L}\) (по ширине \(\Delta x\) интерференционных полос от двух отверстий диаметром \(d\) при расстоянии \(L\) до экрана); период решётки \(b = \dfrac{\lambda}{\sin\varphi} \simeq \dfrac{\lambda}{\varphi} \simeq \dfrac{\lambda L_1}{\Delta x_1}\).

    Решение

    Определим \(\lambda\).

    Прокатив иглу по ластику, вычислим диаметр \(d\) иглы: \(d = S/\pi N\), где \(S\) — длина пути иглы, \(N\) — число её оборотов. Сложив две иглы вплотную друг к другу, проколем в фольге два одинаковых отверстия диаметром в несколько раз меньше диаметра иглы (для этого фольгу надо положить на стекло). Расстояние между центрами отверстий равно диаметру иглы.

    Закрепим с помощью пластилина на одном бруске горизонтально лазер, а на другом бруске вертикально квадратик фольги и осветим отверстия.

    Рисунок

    Рис. 129

    В центре картины, в области наложения центральных дифракционных максимумов при дифракции на круглых отверстиях, будем наблюдать систему равноотстоящих интерференционных полос (как в опыте Юнга). Измерив ширину нескольких полос (рис. 129), найдём ширину одной и по ней вычислим длину волны излучения лазера. \[\lambda \approx \dfrac{d\Delta x}{L}.\] Определим период отражательной решётки.

    Закрепим с помощью пластилина на бруске вертикально часть сектора лазерного диска.

    Рисунок

    Рис. 130

    Направим луч лазера на лазерный диск (рис. 130). Дифрагированные лучи наблюдаем в отражённом свете на линейке Л, находящейся за лазером на расстоянии \(L_1\) от лазерного диска. Период решётки \[b = \dfrac{\lambda}{\sin\varphi} \simeq \dfrac{\lambda}{\varphi} \simeq \dfrac{\lambda L_1}{\Delta x_1}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи