LABORATORIUM FIZYKI I |
ĆWICZENIE: 24 |
|||
|
|
|
DATA: |
|
Wydział:
|
Grupa:
|
Zespół:
|
Punktacja:
|
Przygotowanie: |
Nazwisko i imię: |
|
|
||
Temat ćwiczenia: Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej i spektrometru. |
|
Sprawozdanie: |
||
Prowadzący: |
|
Suma punktów:
|
1. Wstęp
Celem wykonywanego przez nas ćwiczenia było wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej, wyznaczenie rozdzielczości siatki, obliczenie liczby szczelin siatki, oraz zaobserwowanie widma helu.
2. Układ pomiarowy
Na powyższym rysunku widać schemat spektrometru używanego przez Nas w ćwiczeniu do pomiarów widm. Składa się on z kolimatora z regulowaną szczeliną, stolika, na którym umieszcza się siatkę dyfrakcyjną oraz ruchomej lunety. Dzięki niemu można bezpośrednio obserwować widmo i wykonać pomiary położenia kątowego poszczególnych linii.
3. Pomiary
1. Włączamy do sieci lampę sodową i przystawiamy do szczeliny kolimatora spektrometru. Na stoliku spektrometru ustawiamy siatkę dyfrakcyjną tak, aby płaszczyzna jej była prostopadła do osi kolimatora.
2. Patrząc w okular ustawiamy lunetę na wprost kolimatora (widzimy nieugięty obraz szczeliny). Z noniusza odczytujemy położenie zerowe spektrometru 0=0
3. Patrząc przez okular obracamy lunetę w prawo do pojawienia się widma dyfrakcyjnego pierwszego rzędu. Ustawia skrzyżowanie rys na środek linii. Odczytujemy na skali położenie lunety p1. Nastawiamy lunetę na takie same linie widma pierwszego rzędu po lewej stronie i odczytujemy położenie l1.Identycznie postępujemy dla widma drugiego i trzeciego rzędu.
|
l1 |
l2 |
l3 |
p1 |
p2 |
p3 |
N1 |
6°56' |
13°52' |
21°08' |
6°46' |
13°44' |
21°02' |
N2 |
6°58 |
13°54' |
21°10' |
6°46' |
13°44' |
21°02' |
4. Przy wyznaczaniu kątów ugięcia skorzystamy z zależności:
p = |p1 - 0|
l = |l1 - 0|
Wyznaczy n :
.
Dla I rzędu
pI = |p1 - 0|=6°46'-0°=6°46'
lI = |l1 - 0|=6°56'-0°=6°56'
sinaI=0,11
Dla II rzędu
pII = |p2 - 0|=13°44'-0°=13°44'
lII = |l2 - 0|=13°52'-0°=13°52'
sinaII=0,23
Dla III rzędu
pIII = |p3 - 0|=21°02'-0°=21°02'
lIII = |l3 - 0|=21°08'-0°=21°08'
sinaIII=0,36
5. Przy wyznaczaniu stałej siatki dyfrakcyjnej skorzystamy ze wzoru:
gdzie:
d - stała siatki
- długość fali = 589,27 nm
n - rząd widma
n - kąt ugięcia dla danego rzędu widma
Rachunek błędu:
Widmo helu
W tej części ćwiczenia Nasze zadanie było analogiczne do poprzedniego. Patrząc przez lunetę mogliśmy zaobserwować następujące kolory:
kolor |
N1 |
N2 |
λ[nm] |
Biały |
0 |
0 |
|
Fiolet |
|
400,14 |
|
Niebieski |
|
420,66 |
|
Zielony |
|
|
|
Żółty |
|
|
|
Czerwony |
|
|
|
Fiolet |
|
|
|
Niebieski |
|
795,15 |
7. Wnioski
Celem ćwiczenia było wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej, którego średnia wartośćw ćwiczeniu wyniosła
. Błędy, które wpłynęły na wyniki pomiarów w tym ćwiczeniu były spowodowane niedokładnością przyrządów, jak i błędami ludzkiego oka.
siatka dyfrakcyjna
źródło światła
kolimator
luneta