- Назначение
Прибор предназначен для проведения лабораторных занятий по программам курсов физики основной и средней общеобразовательных школ. Он обеспечивает возможность наблюдения сплошных и линейчатых спектров световых потоков от источников света различной физической природы, определения длины волны света, исследования зависимости цвета спектральной линии от частоты света.
Может использоваться на занятиях физического практикума и элективных курсов для проведения экспериментов по изучению волновых свойств света.
Изделие применяется для постановки опытов в условиях типовых учебных кабинетов физики образовательных учреждений.
- Устройство изделия и работа с ним
Принцип действия прибора основан на наблюдении мнимых дифракционных спектров, которые образуются в глазе наблюдателя при рассматривании светящегося источника света сквозь дифракционную решетку.
Прибор состоит из основания, набора источников света различной физической природы, экрана и дифракционной решетки.
Основание выполнено в виде протяженной пластиковой рейки, на которой закреплены фиксатор для размещения одного из источников света и держатели для установки экрана и дифракционной решетки.
Источниками света являются лампа накаливания, светодиод и неоновая лампа. Каждый источник помещен в защитный кожух в виде цилиндра. В одном из его оснований имеется окно, из которого выходит световой поток, из другого - выведены провода для подключения к электропитающему устройству. Провода оконцованы штекерами красного и черного цвета. В качестве электропитающего устройства могут использоваться лабораторный выпрямитель типа ВУ-4, аккумулятор или гальванический элемент с выходным напряжением 4,5В. На кожухе каждого источника нанесено его условное графическое обозначение:
лампа накаливания; светодиод; неоновая лампа.
Экран представляет собой прямоугольную пластину, в центре которой имеется прорезь в виде узкой щели с параллельными сторонами.
Дифракционная решетка изготовлена методом электронно-лучевой литографии и помещена в рамку. Экран и решетка крепятся к держателям рейки полосками магнитной резины, которые к ним приклеены.
Для проведения опыта собирают экспериментальную установку, как показано на рисунке ,соблюдая следующий порядок действий. В фиксатор основания помещают один из источников света. Рядом с ним закрепляют экран. К держателю на конце основания прикрепляют дифракционную решетку. Собранный прибор закрепляют лапкой штатива в положении, при котором наблюдателю удобно рассматривать источник света сквозь решетку и щель экрана.
Источник света подключают к выпрямителю, учитывая, что для светодиода и неоновой лампы необходимо соблюдать полярность напряжения: красный штекер подключают к положительному полюсу выпрямителя, черный - к отрицательному.
Рассматривая сквозь решетку световой поток источника, наблюдают на фоне экрана дифракционные спектры первого порядка, расположенные симметрично по обе стороны от его щели. Обращают внимание на порядок чередования в спектрах отдельных цветных участков и их интенсивность. Замечают ослабление интенсивности синего участка спектра светодиода, цвета наиболее ярких линий спектра неона.
Для определения длины волны света определенного цвета измеряют линейкой расстояние S от решетки до экрана и расстояние L от середины щели до спектральной линии выбранного цвета.
Длину волны l вычисляют по формуле:
l = dLS2+ L2 , где d - период решетки.
- Технические характеристики
Периоды дифракционной решетки | 0,002 мм |
Длина основания, не менее | 280 мм |
Размер поверхности экрана не менее | 210 ´35 мм |
Рабочее напряжение источников света | 4,5 В |
Габаритные размеры прибора в упаковке, не более | 280х170х55 мм |
Масса изделия в упаковке, не более | 250 г |
4. Комплект поставки
Основание в сборе | 1 шт |
Дифракционная решетка 500 штр/мм | 1 шт |
Источник света с неоновой лампой | 1 шт |
Источник света со светодиодом | 1 шт |
Источник света с лампой накаливания | 1 шт |
Экран | 1 шт |
Руководство по эксплуатации | 1 экз |
Укладочная коробка | 1 шт |