Wyznaczanie d艂ugo艣ci鷏i 艣wiat艂a za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnej


艢wiat艂o monochromatyczne- jest to 艣wiat艂o, kt贸re ma jedn膮 艣ci艣le okre艣lon膮 d艂ugo艣膰 fali. 艢wiat艂o niemonochromatyczne- jest to 艣wiat艂o, kt贸re jest mieszanin膮 fal o r贸偶nych d艂ugo艣ciach. 艢wiat艂o sp贸jne- je艣li dwie wi膮zki fal 艣wietlnych dadz膮 obraz interferencyjny w贸wczas jest to 艣wiat艂o sp贸jne; gdy fale 艣wietlne, kt贸re przybywaj膮 z punkt贸w S1 i S2 do dowolnego punktu P maj膮 dok艂adnie okre艣lon膮 r贸偶nic臋 faz 蠁 sta艂膮 w czasie. Je艣li warunek ten jest spe艂niony, powstaje trwa艂y, dobrze okre艣lony obraz interferencyjny. Przy tych za艂o偶eniach 2 promienie wychodz膮 ze szczelin S1 i S2 s膮, jak m贸wimy ca艂kowicie sp贸jne (koherentne). 艢wiat艂o widzialne jest to promieniowanie elektromagnetyczne (zaburzenie pola elektromagnetycznego rozchodz膮ce si臋 w przestrzeni), na kt贸re reaguje oko ludzkie. Zakres d艂ugo艣ci fal tego promieniowania wynosi (w pr贸偶ni) od 3,8 路 10-7 (pocz膮tek fioletu, cz臋stotliwo艣膰 ok. 8 路 1014Hz) do 7,7 路 10-7m (koniec czerwienie cz臋stotliwo艣ci ok. 4 路 1014Hz). W og贸lno艣ci do 艣wiat艂a zalicza si臋 r贸wnie偶 promieniowanie podczerwone i nadfioletowe. Przypomnijmy tutaj, 偶e d艂ugo艣膰 fali 位 r贸wna jest odleg艂o艣ci pomi臋dzy punktami przestrzeni, w kt贸rych fala jest w tej samej fazie (w przypadku fal elektromagnetycznych oznacza, to 偶e wektory nat臋偶enia pola elektrycznego (b膮d藕 magnetycznego ) w punktach oddalonych o d艂ugo艣膰 fali maj膮 ten sam kierunek, warto艣膰 i zwrot, czyli s膮 identyczne). Czas T, jaki potrzebuje fala na przebycie drogi r贸wnej d艂ugo艣ci fali, nazywany jest okresem fali: 位 = c 路 T = c/茠 gdzie c- pr臋dko艣膰 艣wiat艂a (w pr贸偶ni 300 000km/s), 茠- cz臋stotliwo艣膰 fali (wielko艣膰 okre艣lona liczb膮 d艂ugo艣ci fal mieszcz膮cych si臋 na drodze przebywanej przez fal臋 w jednostce czasu). Postrzeganie zjawisk 艣wietlnych zwi膮zane jest ze zmian膮 pola elektrycznego. Zmiana warto艣ci nat臋偶enia pola elektrycznego E w czasie, w punkcie odleg艂ym o r od 藕r贸d艂a 艣wiat艂a, dla fali o cz臋stotliwo艣ci 茠 mo偶e by膰 przedstawiona r贸wnaniem: E = E0 sin [2蟺 茠(t-r/c)+未], gdzie E0 jest amplitud膮, a - faz膮 pocz膮tkow膮 fali. 艢wiat艂o ma natur臋 dualn膮, falowo korpusow膮; przyjmuje si臋 偶e 艣wiat艂o to swego rodzaju strumienie osobliwych cz膮steczek (korpusku艂), zwanych fotonami, kt贸re wykazuj膮 w艂asno艣ci falowe. Na falow膮 natur臋 艣wiat艂a wskazuj膮 takie fakty do艣wiadczalne, jak dyfrakcja i interferencja promieni 艣wietlnych. Zjawisko dyfrakcji interferencji 艣wiat艂a mo偶emy zaobserwowa膰 wykorzystuj膮c siatk臋 dyfrakcyjn膮. Najprostsz膮 siatk臋 dyfrakcyjn膮 stanowi prze藕roczysta p艂yta szklana, z g臋sto ponacinanymi, r贸wnoleg艂ymi rysami. Rysy odgrywaj膮 rol臋 przes艂on, a przestrzenie mi臋dzy rysami to szczeliny. Odleg艂o艣膰 mi臋dzy rysami nazywana jest sta艂膮 siatki dyfrakcyjnej d. Siatka dyfrakcyjna jest u偶ywana do analizy widmowej i pomiar贸w d艂ugo艣ci fali 艣wiat艂a. 艢wiat艂o przechodz膮ce przez siatk臋 dyfrakcyjn膮 ugina si臋 na szczelinach, bowiem zgodnie z zasad膮 Huygensa- ka偶dy punkt, do kt贸rego dobiega fala, mo偶e by膰 potraktowany jako 藕r贸d艂o nowej fali kulistej o cz臋sto艣ci r贸wnej cz臋sto艣ci fali padaj膮cej. Dyfrakcj膮, czyli uginaniem prostoliniowego biegu promieni nazywamy zjawisko uginania si臋 fali na otworach b膮d藕 kraw臋dziach przes艂on (o wymiarach por贸wnywalnych z d艂ugo艣ci膮 fali. Ugi臋te wi膮zki (ewentualnie zebranie za pomoc膮 soczewki) padaj膮ce w to samo miejsce ekranu ulegaj膮 interferencji- nazywamy nak艂adanie si臋 fal o tej samej cz臋stotliwo艣ci powoduje wzmocnienie lub os艂abienie nat臋偶enia fali wypadkowej- mo偶liwe to jest gdy fale s膮 ze sob膮 sp贸jne, tzn. r贸偶nica faz tych fal jest sta艂a w czasie . W tych miejscach ekranu, w kt贸rych ugi臋te promienie spotykaj膮 si臋 w zgodnych fazach, nast臋puje ich wzmocnienie i powstaj膮 jasne pr膮偶ki interferencyjne. Z warunku zgodno艣ci faz wynika, 偶e interferuj膮ce promienie b臋d膮 si臋 wzmacnia膰, je偶eli r贸偶nica dr贸g dw贸ch s膮siednich promieni, a-b=dsin伪n, b臋dzie r贸wna ca艂kowitej wielokrotno艣ci d艂ugo艣ci fali padaj膮cego 艣wiat艂a: dsin伪n= n位 gdzie d- odleg艂o艣膰 mi臋dzy szczelinami (sta艂a siatki), - k膮t ugi臋cia, n- liczba ca艂kowita (rz膮d pr膮偶ka), - d艂ugo艣膰 fali 艣wiat艂a. R贸wnanie wykazuje, 偶e pr膮偶ki odpowiadaj膮ce r贸偶nym d艂ugo艣ci膮 fal b臋d膮 powstawa膰 w r贸偶nych miejscach ekranu. Mierz膮c k膮t ugi臋cia n dla pr膮偶ka rz臋du n, mo偶emy wyznaczy膰 d艂ugo艣膰 fali, je艣li znamy sta艂膮 siatki. Promienie spotykaj膮ce si臋 w tym samym miejscu ekranu w fazach przeciwnych ul臋gaj膮 wzajemnemu wygaszeniu i na ekranie otrzymamy ciemny kr膮偶ek. Warunkiem uzyskania minimum dyfrakcyjnego jest, aby r贸偶nica dr贸g dw贸ch s膮siaduj膮cych promieni by艂a r贸wna nieparzystej wielokrotno艣ci d艂ugo艣ci fali: dsin伪n=(2n + 1)位/2. wyra偶any obraz dyfrakcyjny (ostre pr膮偶ki jasne i ciemne) otrzymuje si臋 tylko w贸wczas, gdy sta艂a siatki jest por贸wnywalna z d艂ugo艣ci膮 fali uginanego 艣wiat艂a. W typowych siatkach dyfrakcyjnych liczba rys na 1 mm wynosi ok. 1200. dla nadfioletu do 300. dla podczerwieni.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie d艂ugo艣ci?li 艣wiat艂a za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnejxxx
wyznaczanie dlugosci fal za pomoca siatki dyfrakcyjnej, studia, fizyka
膯w 9; Wyznaczenie d艂ugo艣ci?li 艣wietlnej za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnej
,Laboratorium podstaw fizyki, WYZNACZANIE D艁UGO艢CI?LI 艢WIETLNEJ ZA POMOC膭 SIATKI DYFRAKCYJNEJ
2 Pomiar d艂ugo艣ci?li 艣wiat艂a za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnejA2
Laboratorium Podstaw Fizyki spr? Wyznaczenie d艂ugo艣ci?li 艣wietlnej za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnej
Wyznaczanie d艂ugo艣ci?li 艣wietlnej za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnej
Wyznaczanie d艂ugo艣ci fali 艣wiat艂a za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnej, Monika Wojakowska
Lab 24, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie d艂ugo艣ci fali 艣wiat艂a za pomoc膮 siatk
CW 79, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie d艂ugo艣ci fali 艣wiat艂a za pomoc膮 siatki
POPRAWA, MIBM WIP PW, fizyka 2, laborki fiza(2), 24-Wyznaczanie d艂ugo艣ci fali 艣wiat艂a za pomoc膮 siat
24 Wyznaczanie d艂ugo艣ci fali 艣wiat艂a za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnej i spektrometru
Wyznaczanie d艂ugo艣ci fali 艣wiatlnej za pomoc膮 siatki dyfrakcyjnej, Uczelnia, sem I, fiza, LABORATORI

wi臋cej podobnych podstron