wiczenie 13. „SIATKA”
Temat: Siatka dyfrakcyjna.
Cel: Wyznaczenie staej siatki dyfrakcyjnej. Wyznaczanie dugoci fal widma lampy rtciowej.
Przyrzdy: awa optyczna, ekran ze szczelin, lampy widmowe z ukadem zasilania, siatka dyfrakcyjna.
Literatura: R. Resnick, D. Halliday, FIZYKA, t. II, 43-2, 45-1, 47-2, 47-3.
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, PODSTAWY FIZYKI, t. 4., 36.1 do 36.4, 37.1, 37.7.
I. Metoda pomiaru.
W celu wyznaczania dugoci fal wiata lampy rtciowej za pomoc siatki dyfrakcyjnej musimy najpierw wyznaczy sta d tej siatki. Do tego celu posuymy si rdem wiata o znanej dugoci fali 
. rdem tym jest na og lampa sodowa, ktra wysya wiato o dugoci fali 
. Nastpnie okrelamy dugo fali (lub kilku fal) wysyanej przez inne rdo, traktowane jako nieznane (zwykle jest to lampa rtciowa).
Pomiary wykonujemy przy pomocy aparatury przedstawionej na rys.1. Ukad skada si ze rda wiata , ekranu E ze szczelin S i siatki dyfrakcyjnej SD. Ekran zaopatrzony jest w podziak milimetrow. Elementy ukadu umocowane s na awie optycznej majcej podziak centymetrow. Ponadto w skad ukadu wchodz lampy widmowe i lampka L owietlajca skal ekranu.
Wizka wiata W ze rda (rys.2) przechodzi przez szczelin w ekranie i pada na siatk dyfrakcyjn, na ktrej ulega dyfrakcji (ugina si).
Gdy kt ugicia 
spenia warunek wzmocnienia interferencyjnego:
(1)
wtedy oko obserwatora rejestruje ugicie wizki U w postaci barwnego prka. Przeduenie tej wizki przecina ekran w punkcie P i obserwator ma wraenie, e prek znajduje si w tym punkcie. Jest to pozorny obraz prka, rzeczywisty obraz tworzy si na siatkwce oka.
Rys 2. Schematyczny bieg wiata w ukadzie pomiarowym.
Kt ugicia wizki jest rwny ktowi jaki tworzy jej przeduenie z kierunkiem wizki W padajcej na siatk
a sinus tego kta rwny jest :
(2)
D - odlego siatki od szczeliny ekranu. x - odlego pozornego obrazu prka od szczeliny
Uwzgldniajc t zaleno otrzymujemy :
wzr na sta siatki gdy znana jest dugo fali 
wiata padajcego ze rda:
(3)
b) wzr na dugo fali nieznanego rda gdy znamy sta siatki dyfrakcyjnej:
(4)
Wykonanie i opracowanie wiczenia.
Pomiary wykonujemy w pomieszczeniu zaciemnionym.
Ustawi lamp sodow oznaczon (Na ) za szczelin ekranu.
Przeczy transformator zasilajcy w pozycj Na i wczy zasilacz lampy.
Odczeka kilka minut, a lampa bdzie intensywnie wiecia (tym wiatem)
Patrzc przez siatk SD na ekran E zanotowa pooenia prkw (pozorne) po kadej stronie szczeliny . Uywamy przy tym lampki L owietlajcej skal ekranu . Wyniki umieci w tabeli.
Rzd widma k (nr prka ) |
xl |
xp |
|
|
|
5. Wyczy zasilacz lampy, przeczy transformator w pooenie Hg .
6. Ustawi lamp rtciow (Hg) za szczelin ekranu i wczy zasilacz.
7. Wyznaczy pooenie prkw jak w p.4 dla kadej z trzech barw oddzielnie. Wyniki umie w tabeli .
Barwa prka |
Rzd widma k (nr prka) |
xl |
xp |
|
|
|
|
8. Zmierzy odlego D siatki dyfrakcyjnej od szczeliny S korzystajc z podziaki na awie .
Uwaga ! Praca lamp, nie moe trwa duej ni 10 min. Dusze wiecenie przegrzewa lampy i moe je uszkodzi.
9. Biorc za x redni z pooenia lewego i prawego prka danego rzdu widma (x=(xl + xp)/2 ) obliczy :
sta siatki dyfrakcyjnej d (wzr 3) dla wszystkich rzdw widma ( k = 1,2,3 ). Za kocow warto d przyj redni z oblicze dla k = 1,2,3,
niepewno pomiaru staej siatki dyfrakcyjnej dla k=2 korzystajc ze wzoru: 
(5)
dugoci fal lampy (Hg) dla wszystkich barw i rzdw widma (wzr 4). Za kocowe wartoci 
kadej barwy przyj rednie z oblicze dla k = 1,2,3.
niepewnoci wyznaczonych dugoci fal korzystajc ze wzoru: 
(6)
10. Poda w poprawnej formie otrzymane wyniki wraz z odpowiednimi niepewnociami.
11. Porwna otrzymane dugoci fali lampy rtciowej z literaturowymi.
III. Pytania kontrolne.
Co okrelamy nazw widmo wiata? Jakie s rodzaje widma ?
Jak mona podzieli rda wiata ze wzgldu na charakter ich widma wietlnego? Jakie s przyczyny powstawania tych widm ?
Poda okrelenia wielkoci opisujcych ruch falowy : dugoci ,czstoci , amplitudy ,fazy , prdkoci fali.
Jak natur ma fala wietlna.
Co to jest siatka dyfrakcyjna ? Co nazywamy sta siatki ? Do czego stosuje si siatk ?
Co nazywamy interferencj fali ? Kiedy nastpuje wzmocnienie a kiedy osabienie interferencyjne?
Na czym polega dyfrakcja fal.
Omwi metod wyznaczania staej siatki dyfrakcyjnej i dugoci fali stosowan w wiczeniu.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
Cw nr 13
Ćw nr 15. Dźwięk, WSB
Ćw nr 11. Przewodnictwo cieplne, WSB
Ćw nr 6. Opór, WSB
Nauka o organiacji wyklad nr 13, WSB K09, Nauka o organizacji - K. Łobos
Ćw nr 15, Niepewność Pomiarowa, 11,13-11,23
Ćw nr 9, 9, Chowaniec Aleksander
ćwiczenia nr 13, Rozwoj cw 13 - Kepinski
INSTRUKCJE, Ćw nr 11. Przewodnictwo cieplne, WSB
Ćw nr 9, FIZ09, Chowaniec Aleksander
INSTRUKCJE, Ćw nr 6. Opór, WSB
Ćw nr 9, 09., Chowaniec Aleksander
cw nr 14
Biofizyka kontrolka do cw nr 20
Zestaw ćw nr 10, zestawy ćwicze gimnastycznych, zestawy ćwiczeń gimnastycznych
Drgania Ćwiczenie nr 13, Politechnika Lubelska, Studia, semestr 5, Sem V, Sprawozdania, Laborka, Lab
sprawozdanie ćw nr 1(1)
więcej podobnych podstron