Badanie właściwości mikrofal. Dyfrakcja na podwójnej szczelinie.

Przebieg ćwiczenia:
Wiązka promieniowania mikrofalowego pochodzącego z nadajnika przechodząc przez podwójną
szczelinę ulega dyfrakcji, w wyniku której dwie powstałe za przeszkodą fale interferują ze sobą. Za
pomocą odbiornika mikrofalowego umieszczonego na specjalnym goniometrze, obracając go wokół
środka przeszkody, wyszukujemy punktów w przestrzeni, w których nałożone fale tworzą maksima
i minima interferencyjne. W punktach tych mierzymy natężenie fali sporządzamy wykres
zależności natężenia od kąta I(

θ

)

1. Płytka d

1

= 7,5 cm

kąt [°]

natężenie
[mA]

0

1

5

0,2

10

0

15

0,04

20

0,5

25

0,7

30

0,02

35

0

40

0

45

0,08

50

0,14

55

0,04

60

0

65

0

70

0

Liczymy długości fal dla widocznych maksimów:

d – odległość środków szczelin
Θ – kąt detekcji
λ – długość padającej fali
n - liczba całkowita

a) dla n = 1

λ = (7,5 cm * sin(25°)) / 1 = 3,17 cm

b) dla n = 2
λ = (7,5 cm * sin(50°)) / 2 = 2,87 cm

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

λ

=

d

∗sinΘ

n

2. Płytka d

2

= 10,5 cm

kąt [°]

natężenie
[mA]

0

1

5

0,04

10

0,04

15

0,14

20

0,06

25

0,04

30

0,08

35

0,1

40

0,04

45

0,04

50

0,06

55

0,08

60

0,07

65

0,04

70

0,04

Liczymy długości fal dla widocznych maksimów

a) dla n = 1

λ = (10,5 cm * sin(15°)) / 1 = 2,71 cm

b) dla n = 2
λ = (10,5 cm * sin(35°)) / 2 = 3,01cm

c) dla n = 3
λ = (10,5 cm * sin(55°)) / 3 = 2,86cm

Wnioski:
Z otrzymanych wyników możemy wywnioskować, że długości padających fal oscylują wokół 3 cm,
oraz że mamy tu do czynienia ze sporym błędem pomiarowym. Błąd taki ma swoją przyczynę, w
niedokładności pomiarów związanej z małą awarią naszego urządzenia, oraz ruchach
wykonywanych przez osoby postronne obok stanowiska, które “psuły ” możliwość zaobserwowania
efektu dyfrakcji fal mikrofalowych.

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

λ

=

d

∗sinΘ

n