Карточка эксперимента «Дифракция света на тумане»
Карточка эксперимента «Дифракция света на тумане»
Цель: демонстрация дифракции света на туманеОборудование:
1.диапроектор,
2.диафрагма с круглым отверстием 40 мм,
3.собирающая линза,
4.круглая колба ёмкостью 0,5 л,
5.резиновая пробка со стеклянной трубкой,
6.резиновая груша диаметром 8 см,
7.белый экран 30x40 см,
8.пьезоэлектрическая зажигалка.
Ход эксперимента:
Схема установки для демонстрации дифракции света на тумане изображена на рисунке.Световой пучок от небольшого яркого источника 1 проходит через диафрагму с круглым отверстием 2 и попадает на собирающую линзу 3. Рядом с линзой расположена круглая колба 4, внутри которой находится немного воды. Колба закрыта резиновой пробкой, в отверстие которой продет отрезок стеклянной трубки, заканчивающийся резиновой грушей 5. Линза 3 дает изображение источника света на белом экране 6.
При проведении опыта в колбу опускают конец пьезоэлектрической зажигалки и несколько (5-10) раз производят разряд. Затем колбу герметически закрывают пробкой с грушей, грушу сдавливают, повышая давление в колбе, выжидают несколько секунд и резко отпускают. При этом вокруг изображения источника на экране появляется белесый светлый круг.
Повторяют сжатие и отпускание груши. Раз за разом дифракционная картина меняется: сначала вблизи центра появляется яркое красное пятно, окруженное цветным кольцом, затем центральный круг становится пурпурным, синим, зеленым и т.д., а вокруг него появляется несколько разноцветных колец.
Методика:
Для получения эффектной демонстрации с контрастной дифракционной картиной необходимо выполнить несколько условий:
1) источник света должен быть достаточно ярким, но в то же время он должен иметь небольшие размеры. Совместить одно с другим не всегда представляется возможным, поэтому необходим разумный компромисс.
2) белое изображение источника света на экране имеет значительно более высокую яркость, чем получающаяся вокруг него дифракционная картина. Поэтому для улучшения условий наблюдения необходимо ослабить или вообще устранить это изображение. Что бы устранить изображение источника света на белом экране, в нём проделывают круглое отверстие, диаметром несколько большим, чем диаметр изображения.
3) нужно выбрать оптимальные как с точки зрения удовлетворения физическим требованиям, так и с точки зрения доступности линзу и характерные размеры установки.
Так же, перед демонстрацией чистую колбу ополаскивают холодной водой из-под крана и вытирают: она должна быть снаружи сухой, а её стенка изнутри покрыта тонким слоем воды без капелек. Этого слоя и стекшей на дно воды достаточно для проведения опыта. Для ионизации газа в колбе вместо пьезоэлектрической зажигалки в опытах можно использовать любой высоковольтный источник, дающий искру. В принципе, можно обойтись и без него, если центры конденсации создать, вдув в колбу немного дыма от горящей спички. Для получения наилучших условий наблюдений необходима темнота, причем на экране не должно быть посторонних засветок.
