Lab 24, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej i spektrometru


Sprawozdanie

Temat: Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej. Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

  1. Wyznaczenie stałej siatki odbywa się przez pomiar kątów odchylenia poszczególnych promieni rozszczepionych na siatce dyfrakcyjnej, względem kolimatora. Dla naszej siatki możliwy był pomiar odchylenia tylko trzech kolejnych prążków względem prążka zerowego.

  1. Wyniki pomiarów, wraz z wynikami obliczeń przedstawia poniższa tabelka:

Rząd

Położenie lunetki względem kolimatora

α[°]

widma

na wprost

w prawo

w lewo

dp

dl

A[°]

A[°]

A[°]

αp

αl

[nm]

[nm]

pierwszy

183°10`

176°22`

190°10`

6°48`

7°00`

4977,0

4835,5

drugi

183°10`

169°30`

197°10`

13°40`

14°00`

4988,3

4871,8

trzeci

183°10`

162°20`

204°28`

20°50`

21°18`

4970,9

4866,9

Stałą siatki dyfrakcyjnej wyznaczaliśmy ze wzoru:

gdzie

  1. Błąd pomiaru pojedynczego pomiaru wynosił Δα=0,02°=0,000582[rad].

Całkowity błąd pomiaru Δd wynosił:

Δd1=23nm Δd2=12nm Δd3=7nm

dśr=(4918±23)nm

R- rozdzielczość siatki dyfrakcyjnej

  1. Jak wynika z powyższych obliczeń największy wpływ na rozrzut wyników miał pierwszy pomiar kąta odchylenia rozszczepionej wiązki światła. Jest to zrozumiałe, gdyż przy pomiarze małych kątów łatwiej o niedokładność. Dla zwiększenia dokładności należałoby zastosować bardziej precyzyjny przyrząd do pomiaru kąta. Na całkowity błąd pomiaru składa się nie tylko błąd wynikający z niedokładności przyrządu ale także błąd systematyczny pojawiający się przy każdym pomiarze wynikający z niewłaściwego ustawienia siatki dyfrakcyjnej względem źródła światła.

  1. Pomiar długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej o znanej stałej siatki.

Pomiar długości fali świetlnej oparty był na zjawisku rozszczepienia światła białego przy przejściu przez siatkę dyfrakcyjną. Do znalezienia długości fali potrzeba było znaleźć kąty odchylenia poszczególnych prążków i dla każdego z nich policzyć odpowiadającą mu długość fali świetlnej, a następnie policzyć średnią długość fali.

  1. Wyniki pomiarów doświadczenia zawiera tabelka:

Barwa

prążka

Położenie lunetki względem kolimatora

α[°]

αśr

λ

Δλ

na wprost

w prawo

w lewo

[°]

[nm]

[nm]

A[°]

A[°]

A[°]

αp

αl

Zielony

184°14`

176°56`

189°58`

6,18

6,24

6,21

543,8

2,8

Żółty

184°14`

176°22`

190°00`

6,46

6,56

6,51

586,4

2,8

Czerwony I

184°14`

176°00`

190°26`

7,02

7,14

7,08

610,5

2,8

Czerwony II

184°14`

175°44`

190°44`

7,22

7,34

7,28

638,9

2,8

  1. λ- długość fali policzymy ze wzoru:

λśr=(558,178± 2,8)nm

gdzie

  1. Błąd Δα podobnie jak w poprzednim doświadczeniu przyjmiemy: Δα=0,02[°]=0,000583[rad]

  1. Błąd Δλ odliczamy ze wzoru:

  1. Podobnie jak w poprzednim doświadczeniu największy udział w całkowitym błędzie ma pomiar najmniejszego kąta. Dla zwiększenia dokładności pomiaru należałoby spróbować zmierzyć kąt dla drugiego prążka, gdyż przy większym kącie popełniamy mniejszy błąd względny, a co za tym idzie zwiększamy dokładność pomiaru.

1

1



Wyszukiwarka