Paweł Pasiut 21.03.2001r

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 46

Temat: Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej

Zagadnienia do samodzielnego opracowania:

1. Ruch falowy, rodzaje fal.

2. Superpozycja ciągów falowych.

3. Dyfrakcja, interferencja, siatki dyfrakcyjne.

4. Wielkości fotometryczne.

Wykonanie ćwiczenia:

1. Zestawić układ potyczny wg wskazówek prowadzącego.

2. Włączyć laser, zachowując ostrożność.

3. Ustawić siatkę dyfrakcyjną tak, aby na ekranie pojawił się ostry i dobrze widoczny obraz szczeliny.

4. Ustawić siatkę dyfrakcyjną jak najbliżej soczewki. Obserwować widoczne na ekranie prążki powstałe systematycznie po obu stronach obrazu szczeliny.

5. Zmierzyć odległość między soczewką a ekranem (y), oraz odległość między zerowym a pierwszym oprążkiem (x).

6. Pomiary powtórzyć kilka razy. Zwrócić uwagę na błąd odczytu wartości x. Aby oszacować błąd odczytu wartości y należy podczas jego pomiarów przesuwać ekran wzdłuż ławy potycznej w lewo i w prawo od położenia pierwotnego do momentu zauważenia zmiamy ostrości obrazu. Połowę przesunięcia przyjąć jako Δy.

λ	x	Δx	y	Δy	sin φ	d
[ nm ]	[ cm ]	[ cm ]	[ cm ]	[ cm ]	-	[ cm ]
632.8	6.0	0.1	55	0.1	0.108	585925 10^-9
632.8	5.5	0.1	50	0.1	0.109	580550 10^-9
632.8	5.1	0.1	45	0.1	0.112	565000 10^-9
632.8	4.4	0.1	40	0.1	0.109	580550 10^-9
632.8	3.9	0.1	35	0.1	0.110	575272 10^-9
632.8	3.3	0.1	30	0.1	0.109	580550 10^-9
632.8	2.8	0.1	25	0.1	0.111	570090 10^-9
632.8	2.2	0.1	20	0.1	0.109	580550 10^-9
632.8	1.7	0.1	15	0.1	0.112	565000 10^-9
632.8	1.2	0.1	10	0.1	0.119	531764 10^-9

Gdzie sin φ obliczono korzystając ze wzoru :

natomiast stałą dyfrakcyjną :

Przykłady obliczeń :

Błąd Δd obliczymy korzystając ze wzoru:

Δd = 0.35 cm

Wnioski:

Metoda wyznaczania stałej siatki dyfrakcyjnej polega na oświetleniu siatki dyfrakcyjnej wiązką równoległą światła monochromatycznego, która po przejściu przez siatkę ulega ugięciu. Ugięte fale pochodzące z sąsiednich szczelin nakładają się dając na ekranie maksima w przypadku spełnienia warunku: Δ = kλ W naszym ćwiczeniu wielkość d ma znaczny rozrzut wynikający najprawdopodobniej z niedokładności wykonywania pomiarów.

√x² + y²

x

sin φ =

√x² + y²

d = λ

x

√6² + 55²

6

sin φ =

= 0.108

√5.1² + 45²

5.1

sin φ =

= 0.112

√3.9² + 35²

3.9

sin φ =

= 0.110

√2.8² + 25²

2.8

sin φ =

= 0.111

√1.7² + 15²

1.7

sin φ =

= 0.112

√6² + 55²

6

d = 632.8 10^-7

= 585925 10^-9

√5.1² + 45²

5.1

d = 632.8 10^-7

= 565000 10^-9

√3.9² + 35²

3.9

d = 632.8 10^-7

= 575272 10^-9

√2.8² + 25²

2.8

d = 632.8 10^-7

= 570090 10^-9

√1.7² + 15²

1.7

d = 632.8 10^-7

= 565000 10^-9

---