- 20.01.2015
- 1237
- 0
Урок по теме: «Дифракционная решетка» в 11 классе.
Цель: рассмотреть практическое применение дифракции света.
Ход урока.
I. Организационный момент.
II. Фронтальный эксперимент: «Наблюдение дифракции света»
Оборудование: штангенциркули.
1. Наблюдение.
Сквозь вертикальную щель шириной 0,5 мм, образованную между губками штангенциркуля, наблюдайте источник света.
- можно ли заметить разделение светового потока на линии?
- много ли этих линий?
- какого они цвета?
- чем являются окрашенные световые линии: максимумами или минимумами интерференционной картины?
- изменяется ли наблюдаемая картина, если размер щели увеличить?
III. Изучение нового материала.
Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Хорошая решетка изготавливается с помощью специальной делительной машины, наносящей на стеклянную пластинку параллельные штрихи. Количество штрихов доходит до нескольких тысяч на 1мм.
Каждая дифракционная решетка характеризуется периодом : d = a + b, где a – ширина прозрачных щелей, b – ширина непрозрачных промежутков.
Если на решетку нормально падает монохроматический пучок света, то после решетки свет
распространяется по нескольким направлениям. Если за решеткой поставить собирающую
линзу, то в ее фокальной плоскости будут наблюдаться дифракционные максимумы различных
порядков. Эти максимумы называются главными. Пучки света, образующие главные
максимумы, распространяются после решетки в направлениях, определяемых формулой
решетки:
d Sin φ = mλ
Здесь d - период решетки, - длина световой волны, m - целое число, называемое порядком
дифракционного максимума.
Расстояние от максимума нулевого порядка (m=0) до максимума m-го порядка в фокальной
плоскости линзы с фокусным расстоянием F при малых углах дифракции определяется
формулой:
φ = 
Так как положение максимумов (кроме нулевого!) зависит от длины волны, то решетка
способна разлагать излучение в спектр, то есть она является спектральным прибором.
С помощью дифракционной решетки можно производить очень точные измерения длины
волны. Если период решетки известен, то определение длины волн сводится к измерению угла
φ, соответствующего направлению на выбранный максимум m-го порядка.
Если свет состоит из двух
монохроматических волн с длинами волн λ
и λ
, то решетка в
каждом спектральном порядке (кроме m=0) может отделить одну волну от другой.
IV. Решение задач.
Задача № 1. Расстояние между экраном и дифракционной решеткой, имеющей 100 штрихов на 1 мм, равно 5о см. При освещении решетки светом с длиной волны 420 нм на экране видны фиолетовые линии. Определите расстояние от центральной линии до первой линии на экране.
Y= = 210 . 10 -4
м
Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,
описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела
«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –
Компания «Физикон», 2002 г)
Задача № 2. При помощи дифракционной решетки с периодом 0,02 мм получено первое
дифракционное изображение на расстоянии 1, 15 см от центрального и на расстоянии 0, 5 м от
решетки. Найдите длину световой волны.
λ = 
= 4,6 . 10 -7
м = 460 нм.
Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,
описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела
«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –
Компания «Физикон», 2002 г)
Задача № 3. Определите постоянную (период) дифракционной решетки, если при ее
освещении светом с длиной волны 656 нм второй спектр виден под углом 2 0
d = 
= 2,5 .
10 -5 м.
Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,
описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела
«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –
Компания «Физикон», 2002 г)
V. Домашнее задание.
§ 72, задачи 1064, 1066 из сборника А.П. Рымкевича.
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Урок по теме: «Дифракционная решетка» в 11 классе.
Цель: рассмотреть практическое применение дифракции света.
Ход урока.
I. Организационный момент.
II. Фронтальный эксперимент: «Наблюдение дифракции света»
Оборудование: штангенциркули.
1. Наблюдение.
Сквозь вертикальную щель шириной 0,5 мм, образованную между губками штангенциркуля, наблюдайте источник света.
- можно ли заметить разделение светового потока на линии?
- много ли этих линий?
- какого они цвета?
- чем являются окрашенные световые линии: максимумами или минимумами интерференционной картины?
- изменяется ли наблюдаемая картина, если размер щели увеличить?
III. Изучение нового материала.
Дифракционная решетка представляет собой совокупность большого числа узких щелей, разделенных непрозрачными промежутками. Хорошая решетка изготавливается с помощью специальной делительной машины, наносящей на стеклянную пластинку параллельные штрихи. Количество штрихов доходит до нескольких тысяч на 1мм.
Каждая дифракционная решетка характеризуется периодом : d = a + b, где a – ширина прозрачных щелей, b – ширина непрозрачных промежутков.
Если на решетку нормально падает монохроматический пучок света, то после решетки свет
распространяется по нескольким направлениям. Если за решеткой поставить собирающую
линзу, то в ее фокальной плоскости будут наблюдаться дифракционные максимумы различных
порядков. Эти максимумы называются главными. Пучки света, образующие главные
максимумы, распространяются после решетки в направлениях, определяемых формулой
решетки:
d Sin φ = mλ
Здесь d - период решетки, - длина световой волны, m - целое число, называемое порядком
дифракционного максимума.
Расстояние от максимума нулевого порядка (m=0) до максимума m-го порядка в фокальной
плоскости линзы с фокусным расстоянием F при малых углах дифракции определяется
формулой:
φ =
Так как положение максимумов (кроме нулевого!) зависит от длины волны, то решетка
способна разлагать излучение в спектр, то есть она является спектральным прибором.
С помощью дифракционной решетки можно производить очень точные измерения длины
волны. Если период решетки известен, то определение длины волн сводится к измерению угла
φ, соответствующего направлению на выбранный максимум m-го порядка.
Если свет состоит из двух монохроматических волн с длинами волн λ и λ, то решетка в
каждом спектральном порядке (кроме m=0) может отделить одну волну от другой.
IV. Решение задач.
Задача № 1. Расстояние между экраном и дифракционной решеткой, имеющей 100 штрихов на 1 мм, равно 5о см. При освещении решетки светом с длиной волны 420 нм на экране видны фиолетовые линии. Определите расстояние от центральной линии до первой линии на экране.
Y= = 210 . 10 -4 м
Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,
описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела
«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –
Компания «Физикон», 2002 г)
Задача № 2. При помощи дифракционной решетки с периодом 0,02 мм получено первое
дифракционное изображение на расстоянии 1, 15 см от центрального и на расстоянии 0, 5 м от
решетки. Найдите длину световой волны.
λ = = 4,6 . 10 -7 м = 460 нм.
Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,
описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела
«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –
Компания «Физикон», 2002 г)
Задача № 3. Определите постоянную (период) дифракционной решетки, если при ее
освещении светом с длиной волны 656 нм второй спектр виден под углом 2 0
d = = 2,5 . 10 -5 м.
Проверка правильности решения задачи, а также воспроизведения дифракционной картины,
описанной в задаче с помощью компьютерной модели «Дифракционная решетка» из раздела
«Оптика» пособия Открытая физика (Под редакцией профессора МФТИ С. М. Козелла –
Компания «Физикон», 2002 г)
V. Домашнее задание.
§ 72, задачи 1064, 1066 из сборника А.П. Рымкевича.
6 655 620 материалов в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Заборьева Оксана Витальевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
500/1000 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 180 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Мини-курс
4 ч.
Мини-курс
6 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.