Nr ćwiczenia 302	Data: 30.05.01	Imię i Nazwisko Krzysztof Fąka	Wydział Elektryczny	Semestr II	Grupa E-2 Nr lab. 3
Prowadzący: Prof. dr hab. Danuta Wróbel			Przygotowanie	Wykonanie	Ocena

TEMAT: Wyznaczanie Stałej Siatki Dyfrakcyjnej

• Wprowadzenie

Światło jest falą elektromagnetyczną rozchodzącą się w próżni ze stałą prędkością c. Jest rozchodzącym się w przestrzeni zaburzeniem pola elektromagnetycznego. Do celów optycznych potrzebne jest jedynie opisanie w czasie wektora elektrycznego fali świetlnej równaniem (dla fali biegnącej w kierunku osi x) :

Zasada Huyghensa mówi, że każdy punkt, który fala napotyka na swojej drodze staje się źródłem nowej fali kulistej; położenie fali można odczytać jako styczną do fal cząstkowych.

Interferencja to wzajemne nakładanie się fal. W określonym punkcie przestrzeni nastąpi wzmocnienie lub wygaszenie amplitudy w zależności od faz fal w tym punkcie.

a) Warunkiem na wygaszenie się wzajemne dwóch fal jest odwrotność ich faz, czyli różnica odległości od źródeł musi być równa połowie wielokrotności długości fali.

b) Warunek zaś konieczny do wygaszenia się dwóch fal to zgodność ich faz, czyli różnica odległości od źródeł musi być równa całkowitej wielokrotności długości fali.

Chociaż interferencja zachodzi dla dowolnych fal, to stały w czasie obraz interferencyjny można zaobserwować jedynie dla źródeł spójnych (o stałej w czasie różnicy faz w czasie).

Dyfrakcja to zjawisko ugięcia się fali zauważalne, gdy przechodzi ona przez szczelinę o rozmiarach porównywalnych z długością fali. Obraz dyfrakcyjny otrzymany na ekranie stanowi zazwyczaj układ szerokich prążków na przemian jasnych i ciemnych. Jest on wynikiem superpozycji fal elementarnych wychodzących z różnych fragmentów szczeliny. Centralne maksimum występuje na przedłużeniu kierunku fal padających, czyli dla kąta , natomiast położenie kolejnych minimów dyfrakcyjnych określone jest związkiem: a⋅sinϑ=mλ (a - szerokość szczeliny)

Siatka dyfrakcyjna to układ szczelin wzajemnie równoległych i leżących w stałej odległości.

Maksimum główne to obszar największego podświetlenia w środkowej części widma ograniczony wystąpieniem pierwszego minimum lub wystąpieniem maksimów wtórnych, których natężenie jest bardzo małe. Jego szerokość jest wyznaczona przez położenie pierwszego minimum, a opisana jest wzorem:

gdzie: oznacza kąt występowania maksimum rzędu m.

W siatkach dyfrakcyjnych szerokość szczelin jest rzędu długości fali świetlnej, więc natężenie prążków interferencyjnych jest prawie stałe,

• Wyniki pomiarów:

Długość fali światła

λ = 589,6 nm

Położenie prążka zerowego rzędu:

ϑ = 348°45′

Dokładność pomiaru odchylenia ±15′

rząd prążka m	Siatka A	Siatka B
		odchylenie	odchylenie
1	355°	354°45′
2	362°30′	362°15′
3	369°15′	368°45′

• Obliczenia

• kąt ugięcia ϑ wyznaczam jako różnicę odchylenia dla prążka m-tego rzędu i położenia zerowego prążka.

rząd prążka m	Siatka A	Siatka B
		ϑ	ϑ
1	6°15′	6°
2	13°45′	13°30′
3	20°30′	20°′

• stałą siatki dyfrakcyjnej obliczam ze wzoru:

rząd prążka m	Siatka A	Siatka B
		d [nm]	d [nm]
1	5415,789	5640,569
2	4961,170	5051,289
3	5050,722	5171,625
wartość średnia	5142,560	5289,161
Całkowita wartość średnia	5215,8605

• Rachunek błędów

• Błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej (odchylenie standardowe) pomiaru stałej siatki dyfrakcyjnej wyznaczam ze wzoru

gdzie ε_i = d_i - d_śr,

n = 3 - dla siatki A i B

n = 6 - dla całkowitej wartości średniej

a = 1,3 - dla siatki A i B

a = 1,2 - dla całkowitej wartości średniej

SIATKA A
εi	maximum record size = 22 record size = 0	Wyszukiwarka