Методическая рекомендация к проведению лабораторной работы «Определение длины волны при помощи дифракционной решетки»

Министерство образования Московской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное  учреждение

 Московской области  «Электростальский колледж»

«Согласовано» Методист ГБПОУ МО «Электростальский колледж» ______________ Г.В.Ионова «___»________ 2018 г.

Методическая рекомендация к проведению лабораторной работы

«Определение длины волны при помощи дифракционной решетки»

Рассмотрено на заседании

                                                              Методической комиссии ( корпус № 1)

                                                                            протокол № ____

                                                                                           от «___»   _______ 2018 г.

                                                               Председатель методической комиссии

                                                                 __________________ Е.А.Антонишина

Разработчик:

Преподаватель физики

Коваленко М.Ю.

г.о. Электросталь

2018 г.

Содержание

1.     Введение…………………………………………………………………3

2.     Цель фронтальной лабораторной работы……………………………4

3.     Приборы для выполнения лабораторной работы…………………...4

4.     Содержание и метод выполнения работы…………………………….5

5.     Подготовка и порядок выполнения работы…………………………..6

6.     Таблица результатов и вычислений……………………………………7

7.     Контрольные вопросы…………………………………………………..8

8.     Вывод……………………………………………………………………..8

9.     Критерии оценивания работы…………………………………………..9

10.  Литература ………………………………………………………………9

Введение

Методические рекомендации рассматривают вопросы организации и методики проведения фронтальной лабораторной работы. Рекомендации адресованы преподавателям физики для реализации программы общеобразовательной учебной дисциплины «Физика» для профессиональных образовательных организаций на базе основного общего образования с получением среднего общего образования

Цель рекомендаций - на конкретных примерах показать важные стороны организации индивидуальной экспериментальной работы обучающихся. Лабораторный эксперимент в учебном процессе выполняет три основные функции:

 1) является источником новых знаний, фундаментальным основанием теорий,

2) средством наглядности, «живым созерцанием», иллюстрацией изучаемых явлений,

3) критерием истинности полученных знаний, средством раскрытия их практических применений.

 Кроме того, лабораторный эксперимент является эффективным средством воспитания и развития обучающихся: развития у них логического мышления, познавательной самостоятельности, творческих способностей, интеллектуальных и практических умений.

Лабораторные работы проводятся на базе стандартного школьного оборудования.

Лабораторная работа

Определение длины волны при помощи дифракционной решетки

Цель работы: определить длину световой волны с помощью дифракционной решётки и оценить правдоподобность полученного результата.

Приборы: дифракционная решетка с периодом 1/100 мм, линейка, экран с щелью, смонтированные на одном приборе.

Содержание и метод выполнения работы

Если расположить источник света (лампу накаливания, свечу и т.п.) против узкой щели прибора для определения длины световой волны, то при рассматривании щели через дифракционную решетку мы увидим симметрично расположенные по обе стороны от щели сплошные разноцветные полосы – дифракционные спектры 1-го, 2-го и т.д. порядков.

Возникновение этих спектров объясняется явлением дифракции света на системе прозрачных полос – щелей дифракционной решетки. При таком способе наблюдения спектра роль линзы, собирающей в одну точку параллельный пучок световых лучей, идущих под углом a от дифракционной решетки, выполняет оптическая система глаза человека, а роль экрана, на котором получается спектр, сетчатка глаза (рис. 1).

Зная удаление b от нулевого максимума определенной цветной линии в каком-либо порядке спектра, а также расстояние а от дифракционной решетки до щели, и, учитывая период решетки, можно найти длины волн спектральных линий по известной формуле: d sin a = k l , k = 0,  +1,  + 2,  +3, ..., где d - период дифракционной решетки,  a - угол дифракции, k - порядок спектра,  l - длина волны света.     

Подготовка и порядок выполнения работы

1. Передвинуть экран с щелью на некоторое расстояние от дифракционной  решетки.

2. Смотря сквозь дифракционную решетку, направить прибор на источник света так, чтобы по обе стороны от щели на черном фоне экрана были видны радужные спектры.

3. По шкале экрана определите расстояние b от щели до линии спектра 1^го   (потом 2^го, 3^го ) порядка от красного до фиолетового цвета и запишите в таблицу.

4. По линейке прибора определите расстояние a  от дифракционной решетки до экрана.

5. Период  дифракционной решетки d=0,01мм.

6. Вычислить длину волны для каждого из цветов спектра по формуле:

где k =1,2,3...- номер  спектра от щели

7. Произведите расчеты длины волны света, найдите ее среднее значение. Произведите подсчет погрешностей. Запишите ответ.

Таблица результатов измерений и вычислений

№ опыта	Цвет спектра	Расстояние от дифракционной решетки до экрана	Расстояние  от щели до линии спектра	Период  дифракционной решетки	Номер  спектра от щели	Длина волны	Абсолютная погрешность
		a	b	d	k	λ	∆ λ
		мм	мм	мм		м	м
	фиолетовый
	среднее
	зеленый
	среднее
	желтый
	среднее
	красный
	среднее

Контрольные вопросы:

1.  Чем отличается дифракционный спектр от дисперсионного (призматического) спектра?

2.  Что понимают под разрешающей способностью дифракционной решетки?

3.         Почему в центральной части спектра полученного на экране при освещении дифракционной решетки белым светом, всегда наблюдается белая полоса?

4.       Какие физические величины или характеристики можно определить с помощью данного прибора?

5.       Какие трудности встречаются при постановке дифракционных опытов и как можно их преодолеть?

Вывод.

1.     Какие практические навыки я  получил …

2.     Оценка правдоподобности результата.  Сравнение экспериментальных данных с табличными.

Цвет	Длина волны, нм
Красный Оранжевый Желтый Зеленый Голубой Синий Фиолетовый	800 – 620 620 – 585 585 - 575 550 – 510 510 – 480 480 – 450 450 - 390

Критерии оценивания работы:

оценка "5"   ставится, если  учащийся правильно произвел все расчеты, ответил на все вопросы;

оценка "4"  ставится,  если  учащийся правильно произвел все расчеты, ответил на все вопросы, но допустил одну негрубую ошибку;

оценка "3" ставится,  если  учащийся правильно произвел все расчеты, заполнил таблицу, но не ответил на вопросы.

Литература:

Лабораторные работы по физике: Методические рекомендации/Авт.- сост. С. М. Новиков- 2014- с.187

Краткое описание документа:

Методические рекомендации рассматривают вопросы организации и методики проведения фронтальной лабораторной работы "Определение длины волны при помощи дифракционной решетки". Рекомендации адресованы преподавателям физики для реализации программы общеобразовательной учебной дисциплины «Физика» для профессиональных образовательных организаций на базе основного общего образования с получением среднего общего образования.

Цель рекомендаций - на конкретных примерах показать важные стороны организации индивидуальной экспериментальной работы обучающихся.