Дифракционная решётка

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уфимская  государственная академия экономики  и сервиса 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Отчет

по лабораторным работам

дисциплины: «Физика» 
 
 
 
 
 
 

Выполнил: ст.гр. БОДк-22

Васильев  В.В.

Принял: доцент, к.т.н.

Саенко  А.Г. 
 
 
 
 
 
 
 

Уфа-2009г.

Лабораторная  работа №1

Дифракционная решётка 

     Цель  работы: ознакомление с дифракцией света, её видами. Изучение параметров дифракционной решётки и её применении. 

Вопрос №1

Как изменится  дифракционная картина при уменьшении расстояния между щелями d?  

 

Вопрос №2

На дифракционную  решетку с периодом d = 10^–5 м падает монохроматический свет с длиной волны 650 нм. При этом наибольший порядок дифракционного максимума m равен:

 
 
 
 
 
 

Вопрос №3

На дифракционную  решетку, имеющую период d = 2·10⁶ м, нормально падает монохроматическое излучение. Под углом 30° наблюдается максимум второго порядка. Чему равна длина волны падающего света?

 
 
 
 
 
 

Вопрос №4

Какой наибольший порядок спектра m можно наблюдать  с помощью дифракционной решетки, имеющей 500 штрихов на 1 мм, при освещении ее монохроматическим светом с длиной волны 720 нм?

 
 
 
 

Вопрос №5

На дифракционную  решетку, имеющую 600 штрихов на 1 мм, падает монохроматический свет с длиной волны 600 нм. Расстояние от решетки до экрана 1 м. Расстояние от центрального до первого максимума:

 
 
 
 
 

Задача №1

На дифракционную  решетку с периодом решетки d = 2·10^–5 м падает красный свет с длиной волны 720 нм. Какой наибольший порядок спектра можно наблюдать, если будет падать свет, длина волны которого в 2/3 раза меньше? Определить порядок спектра. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача №2

На дифракционную  решетку с периодом решетки d = 3·10^–5 м падает синий свет с длиной волны 420 нм. Во сколько раз уменьшится порядок дифракционных максимумов m, если первую дифракционную решетку заменить второй с периодом решетки d = 1·10^–5 м? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача №3

Во сколько  раз увеличится расстояние от максимума  нулевого порядка (m = 0) до максимума первого порядка, если первоначально наблюдения вели с дифракционной решеткой, период которой d = 3·10^–5 м, на длине волны 380 нм, а затем – с дифракционной решеткой с периодом решетки d = 1·10^–5 м, на которую падает красный цвет с длиной волны 760 нм? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача №4

На дифракционную  решетку падает свет с длиной волны 760 нм. Расстояние от дифракционной решетки до экрана 0,5 м, расстояние от максимума нулевого порядка (m = 0) до максимума m-го порядка равно 3,8·10^–2 м. Чему равен период дифракционной решетки? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача №5

На дифракционную  решетку с периодом решетки d =2·10^–5 м падает красный свет с длиной волны 720 нм. Определить расстояние от центрального до первого максимума, если длина волны уменьшилась в 2/3 раз.  
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №2

Фотоэлектрический эффект. 

     Цель  работы: Изучение явления фотоэффекта  с помощью экспериментальной  установки для его исследования. 

Вопрос №1

При каком условии  возможен фотоэффект?

Вопрос №2

Как изменится  работа выхода электрона из вещества при уменьшении частоты облучения  в 3 раза?

Вопрос №3

Чему равна  максимальная кинетическая энергия  электронов, вырываемых из платины  под действием фотонов с энергией 8,5·10^–19 Дж, если работа выхода составляет Aвых = 8,5·10^–19 Дж?

 
 
 
 
 
 
 

Вопрос №4

Скорость фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла, при увеличении частоты света увеличилась в 2 раза. Как изменился задерживающий потенциал?

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вопрос №5

Длина волны  падающего света, вызывающего фотоэффект, уменьшилась в 4 раза. Как изменилась величина задерживающего напряжения U (в пренебрежении работой выхода электронов из материала катода)?

 
 
 
 
 
 
 
 

Вопрос №6

Как изменится  максимальная кинетическая энергия  фотоэлектронов, если увеличить частоту  облучающего света, не изменяя при  этом мощность световой волны?

 
 
 
 
 
 

Вопрос №7

При освещении  катода светом с частотой ν = 10¹⁵ Гц фототок с поверхности катода прекращается при задерживающем напряжении между катодом и анодом U_з = 2 В. Чему равна работа выхода электрона из металла катода?

 
 
 
 
 
 

Задача №1

Фотоэффект не происходит при длине волны λ = 622 нм. Мощность световой волны 0,5 мВт. Чему равен фототок, если мощность световой волны увеличить в 2 раза?  
 
 
 

Задача №2

Красная граница  фотоэффекта λ = 622 нм. Задерживающее напряжение 0,4 В. Чему равен фототок, если металл осветить светом с длиной волны λ = 650 нм, а задерживающее напряжение уменьшить до 0,2 В? 
 
 
 
 

Задача №3

Задерживающее напряжение U_зад =  1 В, металл освещается светом с длиной волны λ = 432 нм, при этом фототок I = 0 мА. При какой длине волны задерживающее напряжение U_зад = 0,5 В? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Задача №4

На сколько  изменится задерживающее напряжение U_зад при увеличении мощности световой волны в 2 раза, если металл освещается светом с длиной волны λ = 380 нм, а первоначальная мощность световой волны P = 0,5 мВт? 
 
 
 

Задача №5

Максимальное  значение силы тока Iнас = 1 мА достигается в установке по наблюдению фотоэффекта при напряжении U = 3 В, металл освещается светом с длиной волны λ = 380 нм, а первоначальная мощность световой волны P = 1 мВт. Найти максимальное значение силы тока насыщения Iнас, если мощность световой волны уменьшилась в 2 раза. 
 
 
 
 

Задача №6

Количество электронов, вырываемых светом с поверхности  металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны. Во сколько раз уменьшится сила фототока, если мощность световой волны P уменьшится в 2 раза? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №3

Постулаты Бора 
 
 
 
 

Вопрос №1

В каком диапазоне  электромагнитных волн находятся линии  серии Бальмера?

Вопрос №2

В каком диапазоне  электромагнитных волн находятся линии  серии Лаймана?

Вопрос №3

На рисунке  представлена диаграмма энергетических уровней атома водорода. Какой  цифре соответствует переход с поглощением фотона наибольшей частоты?

                                                     С       З    К   Ф     Ф    Ф

Вопрос №4

Электрон в  атоме водорода перешел с первого  энергетического уровня на четвертый. Энергия системы электрон–атом водорода

Вопрос №5

Согласно второму постулату Бора, при переходе электрона с одной стационарной орбиты с энергией E_n на другую стационарную орбиту с энергией E_m, атом испускает квант света, величина которого пропорциональна постоянной Ридберга R. Чему равна частота кванта света, излучаемого при переходе атома водорода из четвертого состояния во второе (серия Бальмера)?

 
 
 
 

Задача №1

Энергия атома  водорода в нормальном состоянии E1 = –13,6 эВ. Определить длину волны ультрафиолетового излучения, поглощенного атомом водорода, если при этом электрон перешел с первого на третий энергетический уровень (серия Лаймана). 
 
 
 
 
 

Задача №2

Энергия атома  водорода в нормальном состоянии E1 = –13,6 эВ. Определить длину волны излучения поглощенного атомом водорода, если при этом электрон перешел со второго на третий энергетический уровень (серия Бальмера). 
 
 
 
 
 

Задача №3

Определить длину волны излучения атома водорода при его переходе с пятого на второй энергетический уровень (серия Бальмера). 
 
 
 
 
 
 

Задача №4

Определить минимальную  энергию возбуждения атома водорода, если его энергия в нормальном состоянии E1 = –13,6 эВ.