Ćwiczenie nr 67

Temat: Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

Literatura:

1. J. Smela, T. Zamorski, A. Puch - Pierwsza pracownia fizyczna- przewodnik
   Wydawnictwo Oświatowe FOSZE, Rzeszów 1995.

2. T. Dryński - Ćwiczenia laboratoryjne z fizyki.

3. H. Szydłowski - Pracownia fizyczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997.

4. J. Morawiec, T. Zamorski - Podstawy fizyki , cz. 3.

5. D. Halliday, R. Resnick - Fizyka t. 2, PWN Warszawa 1984.

6. Sz. Szczeniowski - Fizyka doświadczalna cz. 4. - Optyka.

Cel ćwiczenia:

1. Praktyczne zapoznanie się ze zjawiskiem dyfrakcji światła.

2. Zapoznanie się z budową siatki dyfrakcyjnej.

3. Zapoznanie się z metodą wyznaczania długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

Zagadnienia kolokwialne:

1. Dyfrakcja i interferencja fal świetlnych.

2. Opis dyfrakcji światła na szczelinach i przesłonach. Zasada Huygensa.

3. Doświadczenie Younga, siatka dyfrakcyjna, stała siatki, zdolność rozdzielcza, typy siatek dyfrakcyjnych.

4. Dyfrakcja światła na siatce, obraz interferencyjny światła ugiętego na siatce.

5. Widma, ich podział, serie widmowe, budowa atomu i jej związek z widmami.

6. Metoda wyznaczania stałej siatki dyfrakcyjnej przy użyciu fali świetlnej o znanej długości.

7. Metoda wyznaczania długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej.

8. Metoda przeprowadzania dyskusji błędów.

Wykonanie ćwiczenia:

1. Włączamy lampę sodową (L₀). Czekamy około 5 minut aż będzie świecić mocnym, żółtym światłem.

2. 
   Regulujemy szerokość szczeliny (P), oraz ustawiamy siatkę (S) wraz z soczewką (L) w ten sposób aby otrzymać na ekranie ostre prążki.

3. Mierzymy odległość a₁ dwu prążków symetrycznych względem prążka zerowego oraz odległość l₀ siatki od ekranu. Znając długość fali światła lampy sodowej λ₀ = 5893 Å oraz odległość a₁ i l₀.obliczamy stałą siatki.

4. Włączamy wskaźnik laserowy obracając nim o około 90 ⁰. Ustawiamy siatkę wraz z soczewką w ten sposób, by otrzymać na ekranie ostre prążki.

Uwaga: nie należy ustawiać oczu na drodze wiązki laserowej ! Uruchomienia wskaźnika laserowego należy dokonać w obecności prowadzącego zajęcia.

5. Mierzymy odległości a_i dwu par prążków oraz odległość l siatki od ekranu. Znając a_i , l oraz stałą siatki (d) obliczamy długość fali dla światła laserowego (n_i - rząd dyfrakcji).

6. Błąd maksymalny pomiaru stałej siatki, oraz długości fali światła laserowego określamy metodą różniczki zupełnej.

Przyrządy:

Ława optyczna, lampa sodowa, wskaźnik laserowy, siatka dyfrakcyjna wraz z soczewką, ekran z podziałką, przesłona ze szczeliną o regulowanej szerokości.

---