LAB72, Cel ˙wiczenia:


EAiE

Imię i Nazwisko:

1. Tomasz Gadaj

2. Leszek Hołda

ROK I

GRUPA 2

ZESPÓŁ 11

Pracownia

fizyczna I

TEMAT:

Interferencja światła laserowego

Nr ćwiczenia

72

Data wykonania:

Data oddania:

Zwrot do poprawy:

Data oddania:

Data zaliczenia:

OCENA

Cel ćwiczenia:

Pomiar rozkładu natężenia światła w obrazach dyfrakcyjno-interferencyjnych dla dwóch i większej liczby szczelin oraz teoretyczna interpretacja tych rozkładów. Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej.

Wprowadzenie:

Interferencja jest to zjawisko wzajemnego wzmacniania lub osłabiania się fal. Do doświadczeń interferencyjnych konieczne są spójne źródła fal. Wiązka światła promieniowania laserowego spełnia wszystkie warunki konieczne do łatwego uzyskania obserwowalnych obrazów interferencyjnych.

Schemat doświadczenia Younga z użyciem lasera jako źródła światła przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1 Schemat doświadczenia Younga z laserem jako źródłem światła

W całej przestrzeni poza płaszczyzną obu szczelin wytwarzają się maksima i minima interferencyjne. Położenie maksimów interferencyjnych jest dane wzorem:

gdzie: m = 0,1,2,3... rząd prążka interferencyjnego (widma),

d - odległość między szczelinami.

Dla małych kątów ugięcia Q zachodzi

zatem położenie xm maksimum na ekranie wynosi:

gdzie l - odległość szczelin od ekranu

„Czysty” obraz interferencyjny z układu szczelin otrzymamy przy zastosowaniu szczelin o szerokości bardzo małej w porównaniu z długością fali. Dla d << l natężenie oświetlenia w odpowiednich maksimach jest takie samo.

W praktyce szerokość szczelin jest dużo większa od długości fal, więc otrzymamy obraz dyfrakcyjno-interferencyjny, w którym natężenie prążków interferencyjnych jest zmodulowane przez rozkład natężenia światła w obrazie dyfrakcyjnym pojedynczej szczeliny. Ze wzrostem liczby szczelin natężenie światła w maksimach pobocznych maleje praktycznie do zera, maksimum główne staje się coraz bardziej wąskie. Zmniejszenie szerokości maksimów głównych oznacza wzrost zdolności siatki do rozdzielania światła o różnych długościach fali w widmo. Zdolność rozdzielcza siatki dyfrakcyjnej wyraża się wzorem:

gdzie: m - rząd widma

N - liczba szczelin

Dl - najmniejsza różnica długości fali jakie można rozdzielić

Siatki dyfrakcyjne wykorzystywane są w spektrometrach. Oświetlając wiązką światła laserowego bezpośrednio siatkę dyfrakcyjną możemy wyznaczyć stałą siatki, mierząc wielkości występujące we wzorze ( 1 ) .

Pomiary i obliczenia:

Odległość

x

[mm]

Natężenie

prądu

[mA]

Odległość

x

[mm]

Natężenie

prądu

[mA]

Odległość

x

[mm]

Natężenie

prądu

[mA]

Odległość

x

[mm]

Natężenie

prądu

[mA]

0

0,025

3,5

0,08

12,7

0,09

16,2

0,135

0,1

0,025

3,6

0,055

12,8

0,07

16,3

0,125

0,2

0,04

3,7

0,04

12,9

0,065

16,4

0,11

0,3

0,05

3,8

0,03

13

0,06

16,5

0,095

0,4

0,06

3,9

0,025

13,1

0,1

16,6

0,08

0,5

0,065

4

0,025

13,2

0,14

16,7

0,06

0,6

0,065

4,1

0,035

13,3

0,2

16,8

0,045

0,7

0,065

4,2

0,06

13,4

0,25

16,9

0,04

0,8

0,065

4,3

0,09

13,5

0,285

17

0,03

0,9

0,7

4,4

0,16

13,6

0,32

17,1

0,02

1

0,055

4,5

0,25

13,7

0,36

17,2

0,02

1,1

0,045

4,6

0,34

13,8

0,35

17,3

0,02

1,2

0,035

4,7

0,425

13,9

0,34

17,4

0,02

1,3

0,025

4,8

0,635

14

0,325

17,5

0,025

1,4

0,02

4,9

0,73

14,1

0,295

17,6

0,035

1,5

0,01

5

0,86

14,2

0,25

17,7

0,04

1,6

0,01

5,1

0,94

14,3

0,2

17,8

0,05

1,7

0,01

5,2

0,995

14,4

0,15

17,9

0,055

1,8

0,01

5,3

1

14,5

0,115

18

0,06

1,9

0,015

5,4

0,95

14,6

0,07

18,1

0,065

2

0,02

5,5

0,86

14,7

0,05

18,2

0,07

2,1

0,035

5,6

0,72

14,8

0,04

18,3

0,075

2,2

0,05

5,7

0,56

14,9

0,035

18,4

0,075

2,3

0,07

5,8

0,48

15

0,03

18,5

0,075

2,4

0,09

5,9

0,38

15,1

0,03

18,6

0,06

2,5

0,115

6

0,31

15,2

0,035

18,7

0,055

2,6

0,14

6,1

0,28

15,3

0,045

18,8

0,055

2,7

0,16

6,2

0,295

15,4

0,06

18,9

0,045

2,8

0,18

6,3

0,42

15,5

0,075

19

0,04

2,9

0,18

12,1

0,7

15,6

0,09

19,1

0,03

3

0,185

12,2

0,74

15,7

0,105

19,2

0,025

3,1

0,18

12,3

0,51

15,8

0,12

19,3

0,02

3,2

0,16

12,4

0,335

15,9

0,13

19,4

0,015

3,3

0,13

12,5

0,22

16

0,135

19,5

0,01

3,4

0,1

12,6

0,15

16,1

0,14

19,6

0,01

Tabela pomiarowa przedstawiająca zależność natężenia prądu od odległości

Rys2. Wykres zależności natężenia prądu od odległości dla jednej szczeliny

Na podstawie zależności natężenia prądu od odległości możemy wyznaczyć szerokość szczeliny:

- odległość pomiędzy dwoma minimami 2-go rzędu: 2x = 11 mm

- długość fali światła laserowego: λ = 670 nm = 670 10-6 mm

- odległość pomiędzy ekranem a szczeliną l = 70 cm = 700 mm

dla małych kątów: sinθ = tgθ =

Krytyczne podejście do wyników pomiarów:

Błędy pomiarowe w ćwiczeniu tym spowodowane są niedokładnością przyrządów użytych do pomiarów:

- błąd pomiaru odległości Dx = 0,1mm

- błąd amperomierza D I = 0,02 mA

D d = 0,00317 mm

Ostatecznie szerokość szczeliny wynosi: d =0,17055 ± 0,00317 mm

5



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
CWICZ48, 1.Cel ˙wiczenia : Zbadanie charakterystyki o˙wietleniowej fotoopornika,
zjawiskiem rozszerzalności cieplnej ciał stałych, ˙ Cel ˙wiczenia:
NAPED1V2, 1. Cel ˙wiczenia:
Pomiar mocy czynnej 2, 1. Cel ˙wiczenia.
06'''', Cel ˙wiczenia
122, CEL ˙WICZENIA
33, CWI27, ˙ Cel ˙wiczenia:
Badanie wyładowań ślizgowych v2, Cel ˙wiczenia:
Kompensator, CEL ˙WICZENIA
generatory sinus, Cel ˙wiczenia
Badanie UAR obiektu oscylacyjnego z regulatorem PD v6, 1. Cel ˙wiczenia:
AUTO6A, 1. Cel ˙wiczenia:
lab.12, Cel ˙wiczenia:
AUTO6A, 1. Cel ˙wiczenia:
lab.12, Cel ˙wiczenia:
LABORK~1, Cel ˙wiczenia:
Badanie statystycznego charakteru rozpadu promieniotwórczego, Promieniowanie metodą absorbcyjną, Cel
Obwody nieliniowe zawierające prostownik, Cel ˙wiczenia

więcej podobnych podstron