WARSZAWA 2003

SGSP

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA O4

Badanie falowych właściwości światła - ugięcie (dyfrakcja) światła na wąskiej szczelinie

Wykonały :

Maria Jaroch

Magdalena Suchowolec

ĆWICZENIE LABORATORYJNE Z FIZYKI
Ćwiczenie nr 4
Temat : Badanie falowych właściwości światła - ugięcie (dyfrakcja) światła na wąskiej szczelinie.
Maria Jaroch Magdalena Suchowolec	DSZ-PK1 PL.1 GR. B
Data : 13.05.2003	Ocena:

1. Wstęp teoretyczny.

Światło to fala elektromagnetyczna. Na podstawie zjawisk dyfrakcji, interferencji oraz polaryzacji można stwierdzić jego falową naturę.

Dyfrakcja to wszelkie odchylenia od prostoliniowości rozchodzenia się światła.

Interferencja polega na dodawaniu się wychyleń dwóch lub więcej fal.

Polaryzacja polega na porządkowaniu kierunków drgań w jednej płaszczyźnie, zwanej płaszczyzną polaryzacji.

Aby potwierdzić falową naturę światła badamy zachowanie się wiązki światła laserowego przechodzącego przez szczelinę i padającego na ekran za szczeliną. Zgodnie z zasadą Huygensa przy przejściu światła przez szczelinę staje się ona źródłem kolejnych fal. Będziemy rozpatrywać promienie dwóch fal powstałych na końcach szczeliny. Spotykają się one w punkcie D. Różnica dróg tych dwóch promieni wynosi

d-szerokość szczeliny

- kąt ugięcia

Wzmocnienie światła następuje w tych punktach ekranu, gdzie promienie będą spotykały się w zgodnych fazach - jest to możliwe, gdy zachodzi równość

Wygaszenie fali nastąpi w punktach ekrany, w których promienie będą spotykały się w fazach przeciwnych, czyli gdy

W tych miejscach gdzie jest wzmocnienie będą jasne prążki a w tych miejscach gdzie jest wygaszenie będą ciemne prążki. W rezultacie na ekranie otrzymamy układ jasnych i ciemnych prążków.

Oznaczmy przez a_k odległość k-tego prążka jasnego od wiązki światła. Z powyższego rysunku wynika, że

gdzie: l - odległość ekranu od szczeliny

Wiadomo, że dla małych kątów

Wykorzystując tę zależność możemy zapisać równość:

przekształcając dalej:

saaadaslp Lp	Odległość szczeliny od ekranu l [m]	Błąd pomiaru Δl [m]	Rząd widma K	Połowa odległości miedzy symetrycznymi prążkami ak [m]	Błąd pomiaru Δak [m]	Szerokość szczeliny d [μm]	Błąd Δd [μm]	γ=Δd /d
1	1	0,002	1	0,017	0,002	39
						2	0,028	0,002	47
						3	0,039	0,002	51
						4	0,05	0,002	53
			2	0,9	0,002	1	0,015	0,002	40
						2	0,025	0,002	48
						3	0,036	0,002	50
						4	0,046	0,002	52
			3	1,1	0,002	1	0,019	0,002	38
						2	0,032	0,002	45
						3	0,044	0,002	50
						4	0,057	0,002	51

2. Wnioski

Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia udało nam się udowodnić falową naturę światła. Światło po przejściu przez szczelinę uległo ugięciu i zaobserwowałyśmy na ekranie układ ciemnych i jasnych prążków zamiast granicy światła i cienia. Zjawisko to nosi nazwę dyfrakcji i jest wynikiem falowej natury światła.

---