Nr ćw. 302	Data	Agata Sikorska	Wydział Elektryczny	Semestr II	Grupa E6
Prowadzący:			Przygotowanie	Wykonanie	Ocena

1. Falowy charakter światła.

Światło jest falą elektromagnetyczną rozchodzącą się w próżni ze stałą prędkością c. Jest rozchodzącym się w przestrzeni zaburzeniem pola elektromagnetycznego. Do celów optycznych potrzebne jest jedynie opisanie w czasie wektora elektryczengo fali świetlnej równaniem (dla fali biegnącej w kierunku osi x) :

2. Zasada Hyghensa.

Zgodnie z zasadą Hyghensa, każdy punkt, który fala napotyka na swojej drodze staje się źródłem nowej fali kulistej; położenie fali można odczytać jako styczną do fal cząstkowych. Jest to podstawa wyjaśnienia zjawisk dyfrakcji i interferencji.

3. Interferencja.

Interferencja jest to wzajemne nakładanie się fal. W określonym punkcie przestrzeni nastąpi wzmocnienie lub wygaszenie amplitudy w zależności od faz fal w tym punkcie. Fale będą się wygaszać wzajemnie gdy ich fazy będą przeciwne, natomiast będą się maksymalnie wzmacniać, gdy ich fazy będą zgodne.

4. Dyfrakcja.

Dyfrakcja jest to zjawisko ugięcia się fali zauważalne, gdy przechodzi ona przez szczelinę o rozmiarach porównywalnych z długością fali.

5. Siatka dyfrakcyjna.

Siatka dyfrakcyjna to układ szczelin wzajemnie równoległych i leżących w stałej odległości.

W siatkach dyfrakcyjnych szerokość szczelin jest rzędu długości fali świetlnej, więc natężenie prążków interferencyjnych jest prawie stałe.

Maksima interferencyjne (obszary wzmocnienia fali) występują w punktach ekranu, dla których różnica dróg jest wielokrotnością długości fali.

więc

Natomiast szerokość kątową maksimum głównego opisuje wzór:

gdzie
oznacza kąt występowania maksimum rzędu m

6.Zdolność rozdzielczaSiatka dyfrakcyjna ma zdolność rozdzielczą
gdzie jest średnią długości fali dwóch linii widmowych ledwie rozróżnialnych, a jest różnicą długości fal między nimi.

7. Kryterium Rayleigh'a.

Kryterium Rayleigh'a głosi, że dwa maksima są ledwie rozróżnialne, gdy ich odległość kątowa jest taka, że maksimum jednej linii przypada na minimum drugiej. Jeśli zastosujemy to kryterium, to możemy pokazać, że: R = N m, gdzie:

R--zdolność rozdzielcza, N--całkowita liczba nacięć, m--rząd obserwowanego widma.

8. Zasada pomiaru.

W celu znalezienia stałej siatki dyfrakcyjnej d (czyli odległości między środkami dwóch sąsiednich szczelin) skorzystamy z równania
gdzie:

m - rząd widma, - długość fali, - kąt pod jakim obserwowane jest max. widma.W doświadczeniu użyjemy światła sodowego o długości fali
nm.

Kąt
wyrazimy natomiast przez różnicę położenia maksimum głównego
i położenia prążka
:
. Stąd:

9.Wyniki pomiaru:

Położenie prążka zerowego: α₀ = 359^o32'

Δα = 0⁰01'

Siatka A:

Rząd	Od strony:	αL	αP	dL [nm]	dP [nm]	dśr [nm]
1	lewej	182^03'	2^06'	13427	13166	13297
		prawej	176^013'	356^047'	10191	12289	11240
	2	lewej	184^041'	4^06'	13137	14811	13974
		prawej	174^03'	354^05'	12340	12416	12378
	3	lewej	186^028'	7^00'	14653	13611	14132
		prawej	171^020'	351^027'	12401	12579	12490

Stała siatki A (średnia):

12919 [nm]

Odchylenie standardowe:

= 1098 [nm]

Siatka B:

Rząd	Od strony:	αL	αP	dL [nm]	dP [nm]	dśr [nm]
1	lewej	186^010'	6^015'	5104	5041	5073
		prawej	172^039'	352^045'	4920	4992	4956
	2	lewej	193^05'	13^012'	5033	4991	5012
		prawej	165^045'	345^050'	4949	4979	4964

Stała siatki A (średnia):

5001 [nm]

Odchylenie standardowe:

= 54 [nm]

10.Wnioski
Otrzymane pomiary pozwalają obliczyć ilość rys przypadających na cm dla badanej siatki.
W przypadku siatki dyfrakcyjnej B kąty lewy i prawy są prawie jednakowo oddalone od α₀ w związku z czym można twierdzić, że doświadczenie dla tej siatki było przeprowadzone prawidłowo.

W przypadku siatki A występuje wysokie odchylenie standardowe spowodowane niedokładnością pomiarową. Duża wartość jest spowodowana małymi odchyleniami kątów α_L i α_P od kąta α₀, lecz wartość błędu maleje wraz ze zwiększaniem tego odchylenia. Podsumowując, pomiary nie odbiegały za bardzo od siebie za bardzo ze względu na zastosowanie noniusza przy mierzeniu kąta odchylenia.

---