28, FIZYKA28 (2), Temat ćwiczenia: Wyznaczenie długości fali świetlnej za pomącą siatki dyfrakcyjnej


Laboratorium z fizyki

Grupa nr EN-13

Ostrowska Urszula

Data wykonania ćwiczenia 1.06.2002

Ćwiczenie prowadził: ....................................

Ocena: ....................... Podpis .......................

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 28

Temat ćwiczenia: Wyznaczenie długości fali świetlnej za pomącą siatki dyfrakcyjnej

Temat ćwiczenia: Wyznaczenie długości fali świetlnej za pomącą siatki dyfrakcyjnej.

I. Wstęp teoretyczny.

Podstawą tego ćwiczenia jest doświadczenie przeprowadzone przez Young`a.

0x08 graphic

Young ustawił ekran zaopatrzony w mały otworek prostopadle do padających promieni światła słonecznego. Zgodnie z zasadą Huygensa otworek ten działa jako źródło rozchodzących się elementarnych fal kulistych. Fale te padając na dwa otworki w drugim ekranie ponownie generowały dwie fale kuliste. Na trzecim ekranie Young otrzymał szereg rozłożonych na przemian jasnych i ciemnych prążków. Aby w tym zjawisku mogła nastąpić interferencja światła, najpierw musiało nastąpić zjawisko dyfrakcji światła. Z zasady superpozycji dwóch drgań równoległych o jednakowych częstotliwościach wynika, że amplitudy drgań dodają się jeżeli fazy są zgodne, a odejmują się przy fazach przeciwnych. Gdy fazy fal docierające do rozważanego punktu na ekranie są zgodne, to w tym punkcie wystąpi maksimum. Fazy są zgodne, jeżeli na odcinku Δl=dsinα zawierać się będzie wielokrotność długości fali.

Δl=dsinα=kλ , dla k = 0, ±1, ±2, ±3 ...

Warunkiem powstania minimum będzie z kolei

d sin α = (k + 1/2)λ; k = 0, ±1, ±2, ...

Liczbę k nazywamy rzędem obrazu interferencyjnego.

Siatką dyfrakcyjną nazywamy zbiór dużej liczby jednakowych, równoległych szczelin, między którymi występują równe odstępy. Wcześniej przedstawione zależności są słuszne również dla siatki dyfrakcyjnej. Między promieniem padającym a ugiętym powstaje kąt określony stosunkiem λ/d. Kąt ugięcia k-tego widma zależy od długości fali oraz stałej siatki d.

Układ pomiarowy składa się ze źródła światła (lampa rtęciowa lub sodowa), ekranu z wąską szczeliną, siatki dyfrakcyjnej, a integralną częścią tego układu jest również oko ludzkie, na którego siatkówce powstają obrazy ugiętych promieni po skupieniu przez soczewkę oka.

Długość fali świetlnej dla:

II. Wyniki pomiarów.

Barwa

k

hp

hl

 

 

6

6,5

 

 

6,5

6,7

 

1

6,3

6,8

 

 

6,6

6,7

Zielone

 

6,4

6,4

 

 

13,4

14,5

 

 

13,6

13,4

 

2

13,6

14,4

 

 

13,4

14,5

 

 

13,5

15

 

 

7,5

7,6

 

 

7,5

7,5

 

1

7,6

7,4

 

 

7,4

7,7

Czerwone

 

7,6

7,4

 

 

15,5

15

 

 

15,4

15,2

 

2

15,3

15,3

 

 

15,4

15,2

 

 

15,5

15,4

Szerokość szczeliny siatki dyfrakcyjnej d = 5,2 μm ±0,1μm.

Odległość siatki od ekranu 74,5 cm ±0,1cm.

III. Obliczenia:

Obliczenia

Barwa

k

hs

[cm]

shs

[cm]

l

[cm]

dl

[cm]

sin

[nm]

s

[nm]

s

[nm]

ss

[nm]

1

7,720

0,84

0,1

0,10

535,98

57,97

Zielone

-

-

-

74,5

-

-

-

527,62

-

11,81

2

15,185

0,03

0,1

0,20

519,27

1,30

1

8,801

0,78

0,1

0,12

610,06

53,12

Czerwone

-

-

-

74,5

-

-

-

609,94

-

0,17

2

17,975

1,41

0,1

0,23

609,82

45,06

Sinus kąta ugięcia dla wybranej linii widma wyznaczam ze wzoru.

0x08 graphic

Gdzie;

hs - średnia arytmetyczna dla n=10 pomiarów.

0x08 graphic

l - odległość siatki dyfrakcyjnej od ekranu.

Stąd obliczam długość fali.

0x08 graphic

Odchylenie standardowe, przy n=10, obliczamy ze wzoru:

0x08 graphic

Średnia wartość długości fali s:

0x08 graphic

Odchylenie s obliczam:

0x08 graphic

Średnią ss, dla n=2, obliczamy ze wzoru:

0x08 graphic

Wnioski:

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie długości fali światła dla wskazanych przez prowadzącego kolorów. W celu zwiększenia dokładności i uniknięcia dużych błędów pomiaru dokonano dla pierwszego i drugiego rzędu prążków interferencyjnych. W doświadczeniu możliwe jest popełnienie szeregu błędów przypadkowych. Błędy te wynikają z niedokładności odczytu na podziałce, pomiaru odległości siatki dyfrakcyjnej od szczeliny, ustawienia sznurka na prążku, ustawienia oka w stosunku do siatki dyfrakcyjnej. Uzyskane wyniki są poprawne jeśli wziąć pod uwagę wymienione wcześniej czynniki. Obliczona długość fali barwy czerwonej 609,94nm nie mieści się w granicach λ= 647 - 770 nm, jest to spowodowane błędem pomiaru. Jak już wcześniej nadmieniłam, błędy te wynikają z niedokładności pomiarowych, jak również z niedoskonałości urządzeń wchodzących w skład układu pomiarowego oraz samych przyrządów pomiarowych. Źródłem rozbieżności może być również przeprowadzenie pomiaru dla innego fragmentu, niż jest przewidziane w tablicach. Uzyskane wyniki uważam za zadowalające.

- 2 -

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
FIZYKA28 (2), Temat ćwiczenia: Wyznaczenie długości fali świetlnej za pomącą 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, Wrocław, dn. 16.11.94
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
fizyka sprawozdania, Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjne, Sprawozdanie z ćwi
fizyka sprawozdania, Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjne, Sprawozdanie z ćwi
Lab 24, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatk
CW 79, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie długości fali światła za pomocą siatki

więcej podobnych podstron