LABORATORIUM Z FIZYKI
MARCIN KRZESAJ	TEMAT:	29.04.97.
Ćw. nr 21	Wyznaczanie rozmiarów przeszkód za pomocą lasera He-Ne	OCENA

1.Wstęp:

Na ławie optycznej umieszczony jest laser He-Ne przez, który wychodzi wiązka światła laserowego. W pewnej odległości od lasera umieszczony jest uchwyt He-Ne w osłonie metalowej. W osłonie lasera znajduje się otwór za pomocą którego mocuje się siatkę dyfrakcyjną, ramkę z pojedynczą szczeliną oraz ramkę z oprawionymi cienkimi drucikami.

2. Przebieg ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie :

I. Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej d.

II. Długość fali światła laserowego He-Ne.

III. Średnicy cienkiego drutu.

Ad. I.

Stałą siatki dyfrakcyjnej wyliczamy przekształcając wzór na długość fali

.

Stąd:

,

gdzie:

- długość fali,

-a wartość długości fali lasera He-Ne jest znana i wynosi 632.8 nm(6328*
m),

- odległość między maksimami, n rząd widm
a,

l - odległość siatki od ekranu.

Obliczamy stałą siatki dyfrakcyjne

=6,1*10^-6 [m]

d₂ = 5,9*10^-6 [m]

d₃ = 5,5*10^-6 [m]

Ad. II.

Długość fali światła mamy daną i wynosi 632,8 nm.

Ad. III.

Średnicę drutu oblicza się ze wzoru:

gdzie:

D - średnica drutu,

n - rząd widma,

a_nz- odległość środka plamki ciemnej n rzędu od środka wiązki nie ugiętej,

l- długość fali,

średnica druta dla odległości 180 mm

2,2*10^-5[m]

D₂ = 2,2*10^-5 [m]

D₃ = 2,3*10^-5 [m]

średnica szczeliny dla odległości 172 mm:

9,0*10^-6[m]

D₂ = 9,8*10^-6 [m]

D₃ = 11,2*10^-6 [m]

3.Błędy pomiarowe:

Błędy pomiarów obliczamy stosując metodę różniczki zupełnej dla pomiaru stałej siatki dyfrakcyjnej oraz średnicy drutów i szczeliny.

dla stałej siatki dyfrakcyjnej odległość d dla odległości 500 mm:

Δd₁ = 2,1*10^-7 [m]

Δd₂ = 1,6*10^-7 [m]

Δd₃ = 1,4*10^-7 [m]

dla średnicy druta dla odległości 180 mm

ΔD₁ = 2,4*10^-5 [m]

ΔD₂ = 5,3*10^-6 [m]

ΔD₃ = 7,8*10^-6 [m]

dla średnicy szczeliny dla odległości 172 mm:

ΔD₁ = 1,4*10^-6 [m]

ΔD₂ = 1,7*10^-6 [m]

ΔD₃ = 1,9*10^-6 [m]

Wnioski:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie średnicy drutu i stałej siatki. Pomiary sprowadzały się do określenia położenia obserwowanych prążków interferencyjnych (maksima i minima). Warto zaznaczyć, że uzyskiwany obraz powstaje na wskutek odpowiedniego "nakładania się" spójnych ciągów falowych, których wytworzenie jest możliwe dzięki zastosowaniu w doświadczeniu lasera.

Błędy jakie powstały w ćwiczeniu miały przyczynę w niedokładnym pomiarze między prążkami jak również niedokładnym pomiarze odległości przeszkody od ekranu. Linijka z poziomica.

---