POLITECHNIKA WARSZAWSKA

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ

SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z FIZYKI:

Temat ćwiczenia:

Pomiar długości fal elektromagnetycznych metodami interferencyjnymi.

Zespół nr 12.

Paweł Fajfer Gr. 10

Paweł Zyśk Gr.10

Paweł Koda Gr. 10

Warszawa 2009

1. Zasada działania interferometru Michelsona:

Rys1. Schemat układu pomiarowego z interferometrem Michelsona. O - źródło fal elektromagnetycznych, P - płytka półprzepuszczalna, Z₁ i Z₂ - zwierciadła, D - detektor fal elektromagnetycznych, S - soczewki skupiające, L - linijka

Wiązka fal elektromagnetycznych ze źródła pada na płytkę płasko równoległą, która przepuszcza połowę natężenia fali, a drugą połowę odbija. Wiązka przechodząca pada na prostopadłe do jej kierunku zwierciadła. Po odbiciu wraca tą samą drogą, odbija się od płytki i pada na detektor. Wiązka odbita pierwotnie od płytki pada prostopadle na zwierciadło wraca po odbiciu ta samą drogą, przechodzi przez płytkę i spotyka się z wiązką pierwszą w detektorze. Na skutek występowania różnicy dróg optycznych obu wiązek powstają prążki interferencyjne. Interferencja powstaje w obszarze, w którym obie wiązki biegną razem w stronę detektora. Przesuwając zwierciadło zmieniamy długość drogi optycznej wiązki odbijającej się od niego, a więc różnicę dróg obu wiązek. Detektor zarejestruje przesuwanie się prążków interferencyjnych. Jeśli w środku obrazu jedno maksymalne wzmocnienie zostanie zastąpione przez kolejne maksymalne wzmocnienie, oznacza to, że różnica dróg wiązek zmieniła się o jedną długość fali.

2. Wyznaczenie długości fal dźwiękowych

Błąd odczytu Δδ=0.1 cm

Odczyty z linijki:

d1=494,2cm ±0.1 cm

d2=490,0 cm ±0.1 cm

δ=|d1-d2|

δ=4,2 cm Liczba wzmocnień: m=10

λ=0,8 cm ±0.02 cm

3. Wyznaczenie długości fali elektromagnetycznej czerwonej

Błąd odczytu Δd=0.1 mm Współczynnik pokrętła=0.1

Odczyty ze śruby mikrometrycznej:

O1=0.10 mm

O2=0.44 mm

m=100

Δf=0.000034 mm = 34 nm

4. Wyznaczenie długości fali elektromagnetyczne zielonej

Błąd odczytu Δd=0.1 mm Współczynnik pokrętła=0.1

Odczyty ze śruby mikrometrycznej:

O1=0 mm

O2=0.27 mm

m=100

Δf=0.000031 mm = 31 nm

5. Wyznaczenie długości mikrofali.

Błąd odczytu Δd=0.1 mm

Odczyty z linijki:

O1=430 cm

O2=413.2 cm

m=10

±34 nm

680



10

1

100





3

10



0.34

2





2

0.27



10

3





100

1

10



540

± 31 nm







m



d

d

)

(

,

m

δ

f

m



δ

d

d

)

(

,

m

δ

f

δ

f







0.1

m



δ

2

)

(

,

m

δ

f



f

δ

f

δ

m

,

(

)

d

d

δ



m

f

δ

m

,

(

)

d

d



m







Data wykonania ćwiczenia: 16.11.2009

Data oddania sprawozdania: 23.11.2009

± 0.02cm

3.36







δ

d

d

)

(

,

m

δ

f

δ

f





0.1

δ



16.8

δ

---