Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej, Wrocław, dn. 16.11.94


LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA NR 78

TEMAT : WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ.

1. OPIS TEORETYCZNY.

Spójna wiązka światła przechodząc przez dwie jednakowe szczeliny ulega na nich ugięciu, dając po przejściu przez szczelinę dwie fale spójne interferujące ze sobą. W wyniku interferencji otrzymuje się na ekranie umieszczonym w pewnej odległości za szczelinami jasne i ciemne prążki interferencyjne.

Siatka dyfrakcyjna jest powieleniem doświadczenia z dwiema szczelinami. Zasadnicza różnica polega na tym, że zamiast dwóch znajduje się znacznie więcej jednakowych, równoległych szczelin.

W wyniku powiększenia liczby szczelin w widmie dyfrakcyjnym na ekranie po obu stronach środkowego maksimum rzędu zerowego, maksima boczne stają się coraz węższe i jaśniejsze. Jest to związane z tym, że coraz większa liczba promieni bierze udział w interferencji. Zjawisko to nazywa się interferencją wielopromieniową. W takiej sytuacji nie można mówić o zlokalizowanym ciemnym minimum dyfrakcyjnym.

Niech fala świetlna pada na siatkę dyfrakcyjną. Ze środka każdej szczeliny prowadzimy normalną do promienia ugiętego na sąsiedniej szczelinie. Jeżeli d jest odległością między środkami każdej pary dwóch sąsiednich szczelin,  - kątem, jaki tworzy kierunek promienia ugiętego z normalną do powierzchni siatki,  - różnicą dróg między dwoma ugiętymi sąsiednimi promieniami, to tak jak w przypadku interferencji na dwóch szczelinach

sin  = /d.

Fale przechodzące przez szczeliny będą w fazie i będą się wzmacniać wszędzie tam, gdzie

=k,

przy czym k = 0, 1, 2 - rząd widma, - długość fali świetlnej.

Wobec tego położenie maksimów dane jest przez

d sin = k.

Jest to równanie siatki dyfrakcyjnej.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej.

Wyznaczanie długości fal świetlnych za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

3. WYZNACZANIE STAŁEJ SIATKI DYFRAKCYJNEJ.

Aby wyznaczyć stałą siatki dyfrakcyjnej, należy wiązkę światła o znanej długości skierować prostopadle na siatkę dyfrakcyjną. Na ekranie po lewej i prawej stronie plamki centralnej obserwuje się plamki I i II rzędu dyfrakcji. Mierząc odległość na ekranie od środka plamki centralnej do środka plamki I i II rzędu dyfrakcji należy wyznaczyć kąt ugięcia ze wzoru

________

sin k= Sk / Sk2 + L2 .

Z równania siatki dyfrakcyjnej wyznaczamy stałą siatki

d= k / sin k

TABELA POMIAROWA



p

p

l

l

L

L

d

d

nm

nm

m

m

m

m

m

m

nm

nm

521

1

0.299

0.001

0.202

0.001

0.327

0.001

3600

100

0x01 graphic

0x01 graphic

d = (3.6 0.1)m

4. WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FAL ŚWIETLNYCH ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ.

Nakładamy na oświetlacz jeden z filtrów interferencyjnych o nieznanej przepuszczalnej długości fali . Po ustawieniu siatki dyfrakcyjnej w odległości L od ekranu należy zaobserwować na tle siatki obraz widma dyfrakcyjnego. Długość fali wyznaczamy z równania siatki dyfrakcyjnej wykorzystując obliczoną wcześniej stałą siatki dyfrakcyjnej.

TABELA POMIAROWA

p

l

( p-l )

2

( p-l )

2

k



cm

cm

cm

cm

nm

nm

28.8

21.1

3.9

0.1

1

420

50

29.6

20.3

4.7

0.1

1

500

50

29.8

20.4

4.7

0.1

1

500

50

30.5

19.5

5.5

0.1

1

590

50

30.8

19.1

5.9

0.1

1

630

50

31.3

18.8

6.3

0.1

1

670

50

32.0

18.1

7.0

0.1

1

740

50

35.4

14.7

10.4

0.1

2

540

25

37.3

12.6

12.4

0.1

2

630

25

0x01 graphic

0x01 graphic

5. SPIS PRZYRZĄDÓW.

Ława optyczna z podziałką

Siatka dyfrakcyjna

Ekran ze szczeliną

Obrazowód

Spekol Mk 6/6 z zasilaczem R 45/0

Filtry interferencyjne

Oświetlacz z zasilaczem ZM 6/50

6. UWAGI I WNIOSKI.

Przeprowadzone pomiary potwierdziły założenia teoretyczne. Obliczone długości fal odpowiadają w przybliżeniu barwom użytych filtrów. Mniejsze błędy występują gdy do wyznaczenia długości fali wykorzystujemy prążki II rzędu. Długości fali obliczone na podstawie prążków I i II rzędu po uwzględnieniu błędów pokrywają się.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Ćw 85-Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej
Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej”, Szkoła, Fizyka
Ćw 85 Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej
Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej 3 DOC
Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej
Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki dyfrakcyjnej, Monika Wojakowska
fizyka sprawozdania, Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjne, Sprawozdanie z ćwi
przew met termistor, Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej
fizyka sprawozdania, Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjne, Sprawozdanie z ćwi

więcej podobnych podstron