Wrocaw, dn. 16.11.94
Karolina Wnuk
LABORATORIUM FIZYKI OGÓLNEJ
SPRAWOZDANIE Z WICZENIA NR 78
TEMAT : WYZNACZANIE DUGOCI FALI WIETLNEJ
ZA POMOC SIATKI DYFRAKCYJNEJ.
1. OPIS TEORETYCZNY.
Spójna wizka wiata przechodzc przez dwie jednakowe szczeliny ulega na nich ugiciu, dajc po przejciu przez szczelin dwie fale spójne interferujce ze sob. W wyniku interferencji otrzymuje si na ekranie umieszczonym w pewnej odlegoci za szczelinami jasne i ciemne prki interferencyjne.
Siatka dyfrakcyjna jest powieleniem dowiadczenia z dwiema szczelinami. Zasadnicza rónica polega na tym, e zamiast dwóch znajduje si znacznie wicej jednakowych, równolegych szczelin.
W wyniku powikszenia liczby szczelin w widmie dyfrakcyjnym na ekranie po obu stronach rodkowego maksimum rzdu zerowego, maksima boczne staj si coraz wsze i janiejsze. Jest to zwizane z tym, e coraz wiksza liczba promieni bierze udzia w interferencji. Zjawisko to nazywa si interferencj wielopromieniow. W takiej sytuacji nie mona mówi o zlokalizowanym ciemnym minimum dyfrakcyjnym.
Niech fala wietlna pada na siatk dyfrakcyjn. Ze rodka kadej szczeliny prowadzimy normaln do promienia ugitego na ssiedniej szczelinie. Jeeli d jest odlegoci midzy rodkami kadej pary dwóch ssiednich szczelin, Q - ktem, jaki tworzy kierunek promienia ugitego z normaln do powierzchni siatki, D - rónic dróg midzy dwoma ugitymi ssiednimi promieniami, to tak jak w przypadku interferencji na dwóch szczelinach
sin Q = D/d.
Fale przechodzce przez szczeliny bd w fazie i bd si wzmacnia wszdzie tam, gdzie
D=kl,
przy czym k = 0, ±1, ±2 - rzd widma, - dugo fali wietlnej.
Wobec tego pooenie maksimów dane jest przez
d sin = k.
Jest to równanie siatki dyfrakcyjnej.
2. PRZEBIEG WICZENIA
Wyznaczanie staej siatki dyfrakcyjnej.
Wyznaczanie dugoci fal wietlnych za pomoc siatki dyfrakcyjnej.
3. WYZNACZANIE STAEJ SIATKI DYFRAKCYJNEJ.
Aby wyznaczy sta siatki dyfrakcyjnej, naley wizk wiata o znanej dugoci skierowa prostopadle na siatk dyfrakcyjn. Na ekranie po lewej i prawej stronie plamki centralnej obserwuje si plamki I i II rzdu dyfrakcji. Mierzc odlego na ekranie od rodka plamki centralnej do rodka plamki I i II rzdu dyfrakcji naley wyznaczy kt ugicia ze wzoru
________
sin k= Sk / " Sk2 + L2 .
Z równania siatki dyfrakcyjnej wyznaczamy sta siatki
d= k / sin k
TABELA POMIAROWA
|
Dl |
p |
p |
l |
l |
L |
L |
d |
d |
nm |
nm |
m |
m |
m |
m |
m |
m |
nm |
nm |
521 |
1 |
0.299 |
0.001 |
0.202 |
0.001 |
0.327 |
0.001 |
3600 |
100 |
d = (3.6 ± 0.1)m
4. WYZNACZANIE DUGOCI FAL WIETLNYCH ZA POMOC SIATKI DYFRAKCYJNEJ.
Nakadamy na owietlacz jeden z filtrów interferencyjnych o nieznanej przepuszczalnej dugoci fali . Po ustawieniu siatki dyfrakcyjnej w odlegoci L od ekranu naley zaobserwowa na tle siatki obraz widma dyfrakcyjnego. Dugo fali wyznaczamy z równania siatki dyfrakcyjnej wykorzystujc obliczon wczeniej sta siatki dyfrakcyjnej.
TABELA POMIAROWA
p |
l |
( p-l ) 2 |
( p-l ) 2 |
k |
|
Dl |
cm |
cm |
cm |
cm |
|
nm |
nm |
28.8 |
21.1 |
3.9 |
0.1 |
1 |
420 |
50 |
29.6 |
20.3 |
4.7 |
0.1 |
1 |
500 |
50 |
29.8 |
20.4 |
4.7 |
0.1 |
1 |
500 |
50 |
30.5 |
19.5 |
5.5 |
0.1 |
1 |
590 |
50 |
30.8 |
19.1 |
5.9 |
0.1 |
1 |
630 |
50 |
31.3 |
18.8 |
6.3 |
0.1 |
1 |
670 |
50 |
32.0 |
18.1 |
7.0 |
0.1 |
1 |
740 |
50 |
35.4 |
14.7 |
10.4 |
0.1 |
2 |
540 |
25 |
37.3 |
12.6 |
12.4 |
0.1 |
2 |
630 |
25 |
5. SPIS PRZYRZDÓW.
awa optyczna z podziak
Siatka dyfrakcyjna
Ekran ze szczelin
Obrazowód
Spekol Mk 6/6 z zasilaczem R 45/0
Filtry interferencyjne
Owietlacz z zasilaczem ZM 6/50
6. UWAGI I WNIOSKI.
Przeprowadzone pomiary potwierdziy zaoenia teoretyczne. Obliczone dugoci fal odpowiadaj w przyblieniu barwom uytych filtrów. Mniejsze bdy wystpuj gdy do wyznaczenia dugoci fali wykorzystujemy prki II rzdu. Dugoci fali obliczone na podstawie prków I i II rzdu po uwzgldnieniu bdów pokrywaj si.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
6341
6341
6341, materiały PWr, LPF
6341
6341
6341
więcej podobnych podstron