Готовые работы → Физика

лабораторная: Работа 5.2 ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА НА ОДИНОЧНОЙ ЩЕЛИ И ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКЕ Цель работы: 1) наблюдение картины дифракции Фраунгофера от одиночной щели и дифракционной решетки в монохроматическом свете; 2) экспериментальное определение ширины щели и периода дифракционной решетки Упражнение 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЩЕЛИ 1. Ознакомьтесь с приборами на рабочем столе; расположите их в нужной последовательности на одной прямой согласно схеме на с. 107; между лазером Л и экраном Э поместите пластику Щ с вертикальной щелью. 2. Подключите к сети блок питания БП лазера.

2012

С условиями соглашения согласен (согласна)

задание (0 кб)

Содержание

Работа 5.2
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА
НА ОДИНОЧНОЙ ЩЕЛИ И ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКЕ
Цель работы:   1) наблюдение картины дифракции Фраунгофера от одиночной щели и дифракционной решетки в монохроматическом свете;
2) экспериментальное определение ширины щели и периода дифракционной решетки
Упражнение 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ШИРИНЫ ЩЕЛИ
         1. Ознакомьтесь с приборами на рабочем столе; расположите их в нужной последовательности на одной прямой согласно схеме на с. 107; между лазером Л и экраном Э поместите пластику Щ с вертикальной щелью.
         2. Подключите к сети блок питания БП лазера. С помощью тумблера на панели БП включите лазер.
         3. Запишите в тетрадь значение длины волны лазерного излучения l = 0,633 мкм.
         4. Установите экран Э так, чтобы на нем наблюдалась четкая дифракционная картина.
         5. Запишите расстояние D  в табл. 1, выразив его в миллиметрах.
Таблица 1

 
         6. Отсчитайте слева и справа от центра картины одинаковое число m минимумов; измерьте линейкой расстояние между ними L_m  (см. рис. 33). Значения m и L_m  (в мм) занесите в таблицу.
         7. Изменяя расстояние D между щелью и экраном, повторите пп. 4…6 еще три-четыре раза (так, чтобы общее число опытов n было не менее четырех).
         8. Для каждого опыта с помощью соотношения (6) найдите координату m-го минимума x_m . По формуле (7) рассчитайте ширину щели b; последнюю выразите в мкм. Значения x_m  и b занесите в таблицу.
         9. Вычислите сумму найденных значений ширины щели и определите ее среднее значение .
         10. Выполните все расчеты, необходимые для оценки случайной погрешности измерения ширины щели D_s b. Найдите величину D_s b, задаваясь доверительной вероятностью a = 0,95.
         11. Оцените абсолютные приборные ошибки прямых измерений d D и  d L_m , а также относительные ошибки E_D и E_L . Найдите абсолютную приборную погрешность косвенного измерения d b, при необходимости воспользовавшись формулой
         12. Оцените полные абсолютную D и относительную Е погрешности. Сделав необходимые округления, запишите окончательный результат измерени ширины щели.
Упражнение 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ
         1. Замените штатив 2 со щелью Щ на штатив с дифракционной решеткой ДР.
         2. Установите экран Э так, чтобы на нем наблюдалась картина дифракции. Измерьте и запишите в табл. 2 расстояние D от решетки до экрана.
Таблица 2

         3. Отсчитайте от центра картины (среднего из трех наиболее ярких максимумов) влево и вправо по одинаковому количеству k главных максимумов (не считая центрального!); измерьте расстояние между ними L_k , как показано на рис. 35. Значения k и L_k  занесите в таблицу.
         4. Повторите пп. 3 и 4, изменяя расстояние D от решетки до экрана так, чтобы общее число опытов n было не менее четырех.
         5. Для каждого опыта по формулам (12) и (13) рассчитайте координату k-го максимума x_k  и период дифракционной решетки d. Результаты расчетов занесите в табл. 2.
         6. Оцените среднее из измеренных значений  и запишите его в тетрадь.
Контрольные вопросы
Дифракция света. Принцип Гюйгенса-Френеля.
Метод зон Френеля и его применение для анализа дифракционной картины.
Дифракция Фраунгофера на одиночной щели. Условие наблюдения минимумов.
Дифракционная решетка. Период решетки. Характер дифракционной картины. Условия наблюдения главных максимумов и минимумов.
Дифракционная решетка как спектральный прибор. Угловая дисперсия и разрешающая способность решетки.

Работа 6.2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ ПОЛУПРОВОДНИКА
Цель работы:   1) изучение температурной зависимости сопротивления полупроводника;
2) экспериментальное определение энергии активации.
Порядок измерений и обработки результатов
 
         1. Ознакомьтесь с лабораторной установкой. Определите цену деления шкалы термометра и снимите с нее начальное показание t. Результат (в градусах Цельсия) занесите в первую строку таблицы.
 

 
         2. Подсоединив выводы ПТС к измерительному прибору, включите последний в сеть. Установив нужный предел измерения, определите сопротивление термистора и запишите его в таблицу.
         3. Поместите ПТС и термометр в нагреватель. Включите в сеть цепь питания нагревателя Н (движок потенциометра П без необходимости не перемещайте).
         4. Следите за показаниями термометра (температура должна медленно повышаться). Через каждые 3–5 градусов (согласно рекомендациям) снимайте показания прибора УИП; значения температуры t и сопротивления R заносите в таблицу. Общее количество измерений n должно быть не менее семи.
5. Переведите значения температуры в кельвины и заполните столбец «Т» таблицы.
6. Вычислите значения 1/Т  и lnR и также занесите их в таблицу.
7. Нанесите экспериментально полученные точки на график зависимости lnR от 1/Т.
8. Определите коэффициенты K  и  b  этой зависимости либо путем обработки графика, либо методом наименьших квадратов (в последнем случае заполните два крайних правых столбца таблицы и ее нижнюю строку сумм).
9. По формулам (6) и (7) вычислите параметры R_¥  и DW  зависимости сопротивления полупроводника от температуры. Значение энергии активации DW выразите в электрон-вольтах и сравните полученный результат с положениями зонной теории.
 
Контрольные вопросы
 
Электропроводность (проводимость) и сопротивление вещества; связь между этими характеристиками. От чего зависит электропроводность?
Строение кристаллов. Принцип Паули. Образование энергетических зон в кристалле. Валентная, свободная и запрещенная зоны. Металлы, диэлектрики и полупроводники с точки зрения зонной теории. Распределение Ферми-Дирака.
Собственная проводимость полупроводников. Два вида носителей заряда. Энергия активации. Температурная зависимость проводимости и сопротивления чистого полупроводника. Термический (температурный) коэффициент сопротивления.

Все темы готовых работ →

Другие готовые работы по теме «физика»