Ćwiczenie nr 67

Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej

Celem ćwiczenia było wyznaczenia długości fali za pomocą siatki dyfrakcyjnej

Aby wyznaczyć poszukiwane długości fali należało najpierw wyznaczyć stałą siatki dyfrakcyjnej wykorzystanej w doświadczeniu. Do tego celu wykorzystano źródło światła monochromatycznego-laser o znanej długości fali. Odczytanie położenia linii widmowych umożliwiło wyliczenie sinusa kąta ugięcia promieni na siatce. Korzystając z wzoru:

gdzie: d-stała siatki, n-rząd prążka, α - kąt ugięcia promieni, λ-długość fali, wyznaczono stałą siatki.

Do wyznaczenia długości fali świetlnej dla poszczególnych barw użyto lampy rtęciowej. Światło lampy przechodziło przez wąską szczelinę a następnie przez siatkę dyfrakcyjną. Oko obserwatora interpretowało obraz pozorny linii widmowych. Pomiar ich pozornego położenia na ekranie umożliwił wyznaczenie sinusa kąta ugięcia dla każdej z barw a w konsekwencji wyliczenie długości fali.

Rachunek błędów:

1. błąd bezwzględny Δr^-2

Δr^-2=0,0079[1/m]

2. dokładność ΔI_f określono na podstawie klasy przyrządu:

W pierwszej części ćwiczenia: klasa przyrządu: 0,5; zakres: 15μA

ΔI_f=0,075μA

W drugiej części ćwiczenia: klasa przyrządu: 0,5; zakres: 30μA

ΔI_f=0,15μA

3. błąd bezwzględny ΔlnI_f

Wnioski:

Analizując wykres zależności I_f=f(r^-2) można stwierdzić, że punkty pomiarowe układają się na prostej z dużą dokładnością. Zgodnie z założeniami teoretycznymi I_f jest odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości, więc jest proporcjonalne do natężenia oświetlenia powierzchni fotoogniwa. Otrzymana prosta jest rosnąca, ponieważ wraz ze wzrostem odległości fotoogniwa od źródła światła natężenie prądu fotoelektrycznego maleje.

Punkty na wykresie zależności lnI_f=f(n) również układają się na prostej. Wyniki doświadczenia są więc zgodne z prawem pochłaniania światła, z którego wynika, że wykres I_f=f(n) powinien być krzywą wykładniczą. Również zgodny z założeniami teoretycznymi jest fakt, że natężenie prądu fotoelektrycznego maleje wraz ze wzrostem liczby użytych płytek pochłaniających.

1

---