Измерение длины волны излучения лазера интерференционным методом (стр. 3 из 3)
2. После появления разряда ручками «Грубо» и «Плавно» установите рабочий ток разряда 10–15 мА. В этом режиме начинается генерация лазерного излучения, и из торца прибора выходит луч красного цвета.
3. При помощи юстировочных винтов оптических рейтеров, на которых установлены экран и плоскопараллельная стеклянная пластинка, получите на экране отчётливую интерференционную картину в виде концентрических колец с максимумом интенсивности в центре.
4. Измерьте линейкой с точностью до 1 мм расстояние lот экрана до стеклянной пластинки, запишите его в табл. 1. В ту же таблицу внесите указанные на установке значения толщины пластинки bи показателя преломления nеё материала (стекла).
Таблица 1
| l, мм | b, мм | n |
| 310 | 3,4 | 1,55 |
5. Измерьте с точностью до 0,5 мм диаметры тёмных интерференционных колец, соответствующих минимуму интенсивности света. В качестве кольца с порядком интерференции k + mвозьмите 2, 3, 4 и 5‑е кольца от центра картины, а в качестве кольца с порядком интерференции k– соответственно 6, 7, 8 и 9‑е. Тогда m= 4. Результаты измерений диаметров колец запишите в табл. 2.
6. Направьте зрительную трубу спектроскопа на одно из боковых отверстие в корпусе лазера, в которых виден свет, исходящий из газоразрядной трубки в стороны от её оси. Этот свет представляет, в основном, спонтанное излучение. Посмотрите в спектроскоп и зарисуйте видимый спектр по возможности точнее.
7. Поместите спектроскоп за стеклянной пластинкой так, чтобы в его зрительную трубу попадал луч, испускаемый вдоль оси лазера. Этот луч представляет собой вынужденное излучение лазера. Посмотрите в спектроскоп и зарисуйте видимый спектр в этом случае.
Таблица 2
| Опыт № | Кольцо | Кольцо |  , мм2 |  , мм2 | m | li, мм | ||
| № | dk, мм | № | dk+m, мм | |||||
| 1 | 6 | 22 | 2 | 10 | 484 | 100 | 4 | 0,000137 |
| 2 | 7 | 24 | 3 | 14 | 576 | 196 | 4 | 0,000136 |
| 3 | 8 | 28 | 4 | 18 | 784 | 324 | 4 | 0,000164 |
| 4 | 9 | 30 | 5 | 20 | 900 | 400 | 4 | 0,000178 |
3. Обработка опытных данных
1. Рассчитайте по формуле (12) длину волны liизлучения лазера для каждого опыта, вычислив предварительно квадраты диаметров наблюдаемых интерференционных колец. Результаты расчётов запишите в табл. 2.
2. Найдите среднее арифметическое значение
измеренной длины волны по формуле 
. (13)Величину
в миллиметрах и нанометрах запишите в табл. 3.3. Вычислите среднюю абсолютную
и относительную dl погрешности определения длины волны по формулам
, 
. (14)Занесите величину dl в табл. 3.
4. Рассчитайте относительное расхождение dтабл между измеренным
и табличным λтабл = 632,8 нм значениями длины волны видимого излучения гелий-неонового лазера: 
(15)Величину dтабл также внесите в табл. 3. Если в используемом методе определения l нет систематических погрешностей, а измерения и расчёты выполнены правильно, то относительное расхождение dтабл не должно превышать относительную погрешность dl.
5. Рассчитайте частоту n = c/l лазерного излучения и энергию фотона e = hn, где c– скорость света в вакууме и h– постоянная Планка, используя в качестве l полученное среднее значение длины волны
. Результаты расчётов занесите в табл. 3.Таблица 3
| | dl, % | dтабл, % | n, Гц | e | ||
| мм | нм | Дж | эВ | |||
| 0,000154 | 154 | 11,37 | 75,71 | 46,08 | 3,05∙10-32 | 1,9∙10-13 |
6. Пользуясь цветными карандашами, аккуратно представьте по указанным ниже шаблонам спектры, которые наблюдались и были зарисованы Вами в ходе выполнения лабораторной работы.
Литература
1. Савельев И.В. Курс общей физики, т. 2. М.: Наука. 1982
2. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа. 2004