Ćw 6.

Obliczenia

W doświadczeniu wykorzystałem laser półprzewodnikowy, który emituje fale o długości

λ= 630 nm = 630 10^-6 mm., odległość szczeliny od filmu wyniosła D=35 cm = 350mm.

Stosując wzór:

d =

wykonam następujące obliczenia:

1) oblicze szerokość szczeliny

Δr` = 4 mm

Δr =(Δr`/8) = 0,5 mm

d = 0,44 mm

2) wyznaczę promień drutu

Δr` = 8 mm

Δr =(Δr`/8) = 1 mm

d = 0,22 mm

3) wyznaczę rozmiar „oczek” siatki

Δr` = 1,5 mm

Δr =(Δr`/8) = 0,19 mm

d = 0,12 mm

4) wyznaczę rozmiar „oczek” siatki

Δr` = 2 mm

Δr =(Δr`/8) = 0,25 mm

d = 0,88 mm

5 dla otworu kołowego oblicze jego promień

Δr` = 3 mm

Δr =(Δr`/8) = 0,375 mm

d = 0,59 mm

(d/2) = r = 0,295 mm

6) oblicze długość boków dla kwadratu

Δr` = 2,5 mm

Δr =(Δr`/8) = 0,31 mm

d = 0,71 mm

Wstęga 1

Z wykresu odczytuje, moc maksymalną P_o = 4,4 mA, moc minimalną P_min = 2,4 mA Wyznaczamy średnicę wiązki posługując się następującymi wzorami:

gdzie A =
= 0,55; 2a = 8; A/2 = 0,27

0,27 =

Z tabeli dystrybuanty rozkładu normalnego znajduje taką wartość - u_o dla której prawa strona równania wynosi 0,27.

u_o ≈ 0,61

stąd: 0,61 = 2
=
w =
= 1,3

średnica wiązki (2w) wynosi 2,6 mm

Wstęga 2

Z wykresu odczytuje, moc maksymalną P_o = 4,5 mA, moc minimalną P_min = 0,2 mA Wyznaczamy średnicę wiązki posługując się następującymi wzorami:

gdzie A =
= 0,0(4); 2a = 12; A/2 = 0,02

0,02 =

Z tabeli dystrybuanty rozkładu normalnego znajduje taką wartość - u_o dla której prawa strona równania wynosi 0,02.

u_o ≈ 2,87

stąd: 2,87= 2
=
w =
= 0,42

średnica wiązki (2w) wynosi 0,84 mm

Z wykresu odczytuje, moc maksymalną P_o = 4,3 [mA] dla x
= 1 [mm], moc minimalną P_min = 0,1 [mA] dla x
= 6[mm], lecz zwracam uwagę na to by krawędź była optycznie prosta, to znaczy odchylenie od nieliniowości nie było większe od λ/10 na długości przynajmniej równej szerokości mierzonej średnicy wiązki.

Korzystam z wzorów:

;

korzystając z wartości tabelarycznych tej funkcji znajduje u
:

u
≈ 2,88

i podobnie:

;

u
≈ 1,18,

Ruch ostrza od punktu
do
Łączna droga ostrza wynosi:

x = x
+ x
= 0,52w

średnica wiązki (2w) wynosi 4,7 mm

Wnioski

Pierwsza część ćwiczenia została wykonana poprawnie. Refleksy, jakie widzimy na kliszy fotograficznej w miejscu prążka zerowego, szczególnie uwidocznione jest to na klatkach 1 i 2. Spowodowane są one w przypadku szczeliny [1] nierównymi (wyszczerbionymi) krawędziami tej szczeliny, w drugim przypadku, drut [2], refleksy są spowodowane nierównościami na drucie.

Druga część ćwiczenia również została przeprowadzona starannie, lecz otrzymane wyniki nie są zadowalające. Pomiędzy poszczególnymi pomiarami (wstęga szeroka, cienka; ostrze) wyniki średnicy wiązki są bardzo różne od siebie na co wpływ maiła moc.

---