Wydział Budownictwa Semestr II	Cezary Gąsior	08.04.2009
Ćwiczenie nr 6	Wyznaczenia długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

Fale świetlne (elektromagnetyczne) - związane są z rozchodzeniem się w przestrzeni zmiennego pola elektrycznego E i magnetycznego H, przy czym wektor natężenia pola elektrycznego jest prostopadły do wektora natężenia pola magnetycznego. Kierunki drgań tych wektorów są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali, tak więc fala świetlna jest falą poprzeczną.

Zjawisko dyfrakcji to ugięcie się fali, odchylenie się od prostoliniowości. Zjawisko to można wyjaśnić w oparciu o zasadę Huyghensa, głoszącą, że każdy punkt, do którego dotrze zaburzenie (fala) staje się źródłem nowej fali cząstkowej. Wypadkowe zaburzenie rozchodzące się w ośrodku jest sumą wszystkich fal cząstkowych.

Siatka dyfrakcyjna - cienka przezroczysta płytka , ponacinana diamentowym ostrzem w poziome rysy, których odległość wzajemna jest bardzo niewielka. Obecnie dość często stosuje się siatki dyfrakcyjne otrzymane metodą fotograficzną.

Stała siatki dyfrakcyjnej jest równa odległości między dwoma najbliższymi rysami.

d - stała siatki dyfrakcyjnej

Przebieg ćwiczenia:

Umieszczamy w uchwycie siatkę dyfrakcyjną i na ekranie uzyskujemy prążki interferencyjne symetryczne względem punktu 0, (dla światła białego, każdy prążek poza zerowym jest widmem ciągłym). Wkładamy do uchwytu filltr o barwie odpowiadającej długości fali świetlnej, którą chcemy zmierzyć. Na ekranie uzyskujemy obraz szczeliny w postaci prążków monochromatycznych. Następnie mierzymy odległość pomiędzy prążkami.

Średnia odległość prążka od szczeliny:

1. Obliczenia:

1. Stała siatki dyfrakcyjnej:

d =

d₁ = 0,0049235 m

d₂ = 0,0046886 m

d₃ = 0,0047829 m

nm

2. Długość fali:

• Niebieskie

= 0,0004327

= 0,0004347

= 0,0004337

• Czerwone

= 0,0006550

= 0,0006374

= 0,0006467

• Zielone

= 0,0005443

= 0,0005253

= 0,0005358

• Żółte

= 0,0005764

= 0,0005591

= 0,0005672

2. Rachunek niepewności:

= 0,00129 m

= 0,00082 m

1. Niepewność dla stałej siatki dyfrakcyjnej:

= 0,7 * 10­­^-6

= 0,88 * 10­­^-6

= 0,9 * 10­­^-6

= 0,82 * 10­­^-6

2. Niepewność dla długości fali
   :

• Niebieskie

= 0,000010

= 0,00009

• Czerwone

= 0,000013

= 0,000013

• Zielone

= 0,000011

= 0,000012

• Żółte

= 0,000012

= 0,000012

3. Wnioski:

Ćwiczenie miało na celu wyznaczenie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Dane uzyskane w doświadczeniu zestawiono w poniższej tabeli:

filtr	[nm]	[nm]	wartość podana[nm]
niebieski	432,7	± 10	440 ± 6
		434,7		± 9
	czerwony	655		± 13	640 ± 17
		637,4		± 13
	zielony	544,4		± 11	533 ± 8
		525,3		± 12
	żółty	576,4		± 12	595 ± 7
		559,1		± 12

Otrzymane wartości długości fal różnią się od podanych w niewielkim stopniu, a w niektórych przypadkach pokrywają się. Drobne różnice mogły być spowodowane różnymi przypadkowymi czynnikami np. drobna pomyłka w odczycie położenia prążka.

---