Задание 1. Определение для волны лазера

1. Включить He-Ne лазер в сеть переменного тока.

2. Перед лазером на расстоянии L от экрана установить в штативе дифракционную решетку. На экране появится множество не перекрывающихся дифракционных спектров в виде полос красного цвета. Измерения заключаются в определении на экране расстояния ∆Х_m, между двумя максимумами одного порядка m, (по указанию преподавателя). Результаты записать в таблицу 1. Проделать опыт еще два раза с другими значениями L.

3. Вычисления: Из формулы дифракционной решетки d∙sinj = ml, где d - период решетки (d=0,01 мм) и полагая, что при малых φ sinφ ≈ tg φ вычислить tg φ формуле:

, а затем длину волны по формуле: .

4. Произвести расчеты абсолютной ∆λ и относительной погрешности по формулам: ; .

5. Все результаты записать в таблицу 1

№	m	L, м	∆Хm, м	λ, м	λcp, м	, м	ε, %

6. Записать результат в виде: , ε=…%

Задание 2. Определение размера эритроцита.

1. Вместо дифракционной решетки в штатив поместить стеклянную пластинку с мазком крови. Путем перемещения пластинки во фронтальной плоскости добиться появления на экране картины из нерезких чередующихся концентрических темных и светлых колец красного цвета. Так же, как и в первом опыте, произвести измерения L – расстояния от экрана до стеклянной пластины (L взять в пределах от 5 до 15 см) и D – диаметров колец. При этом первым кольцом считается темное, вторым – светлое, третьим темное и т.д. (диаметры колец отметить на чистом листе бумаги, приложенном к экрану).

2. Вычисления: вычислить tgj для полученных колец по формуле ; вычислить радиус частицы согласно условию максимума:

; → ,

где r – радиус частиц, k-коэффициент пропорциональности (k1=0,61, k2=0.82, k3 = 1.11, k4 = 1.34) λ-длина волны лазерного излучения (берется из первого опыта λ_cp).

3. Произвести расчеты абсолютной ∆r и относительной погрешности по формулам: ; .

4. Все результаты записать в таблицу 2

№ кольца	D, м	L, м	r, м	rcp, м	, м	ε, %

5. Записать результат в виде: , ε=…%

Контрольные вопросы и задания

1. Объясните принцип работы лазера.

2. Перечислите и объясните основные характеристики лазерного излучения.

3. Дайте определение дифракции света.

4. Какие волны называют когерентными?

5. Запишите и поясните формулу дифракционной решетки.

6. Сформулируйте принцип Гюйгенса-Френеля.

7. Что называют дифракционной картиной?

8. Объясните процесс дифракции на эритроцитах в мазке крови.

9. Чем обусловлены различия дифракционной картины, создаваемой при дифракции лазерного излучения на дифракционной решетке, и дифракции на эритроцитах?

10. Расскажите о применение лазеров в медицине.

 

Лабораторная работа №5