Piotr Biernat

Laboratorium z fizyki ogólnej

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 87

Temat ćwiczenia : Dyfrakcja fali świetlnej na fali ultradźwiękowej

Program ćwiczenia :

1. Wyznaczenie prędkości dźwięku w cieczach

2. Obserwacja zjawiska dyfrakcji światła na ultradźwiękach

Wstęp

W doświadczeniu wykorzystywane było zjawisko dyfrakcji światła widzialnego na fazowej siatce dyfrakcyjnej wytworzonej przez falę ultradźwiękową rozchodzącą się w wodzie.

Ultradźwięki, jako fala podłużna, wytwarzały w wodzie zgęszczenia i rozrzedzenia ośrodka (a więc obszary o różnym współczynniku załamania) o periodzie równym długości tej fali, które tworzyły ową siatkę. Zaburzenie ośrodka wywoływane przez falę ultradźwiękową można opisać dla współczynnika załamania zależnością :

n(x,t) = no + Δn*cos( 2π ( f*t - x/d )) , gdzie

no : współczynnik załamania ośrodka niezaburzonego,

Δn : amplituda zmian współczynnika załamania,

d : długość fali ultradźwiękowej, a zarazem stała siatki dyfrakcyjnej.

Ponieważ parametr Kleina-Cooka : Q= (2π*λ*L) / (d2*cos θ ) w doświadczeniu był dużo mniejszy od 1 : Q<<1 , siatkę można było uznać za siatkę cienką z zachodzącą na niej dyfrakcji Ramana-Natha. Słuszny dla niej jest więc wzór :

d*sin θ

---