Laboratorium Fizyczne |
||
Tomasz Gajewski Michał Gochnio |
Ćwiczenie O4
Badanie falowych właściwości światła |
07.05.2003 |
Pluton II Gr.I |
|
Ocena: |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zbadanie falowych właściwości światła, na przykładzie zbadania dyfrakcji światła na wąskiej szczelinie.
Wstęp teoretyczny.
1. Światło- fala elektromagnetyczna o długości od 0,38μm do 0,76μm.
2. Fakty potwierdzające falową naturę światła:
-zjawiska ugięcia
-interferencja
-polaryzacja
3. Ugięcie - in. dyfrakcja; to wszelkiego rodzaju odchylenia od
prostoliniowości rozchodzenia się światła.
4. Zasada Huygensa mówi, że wąska szczelina, po dojściu do niej promieniowania świetlnego staje się źródłem światła. Po przejściu przez taką szczelinę światło rozchodzi się we wszystkich kierunkach. Schemat takiej sytuacji znajduje się poniżej:
Analizując rysunek łatwo zauważyć, że dwa skrajne promienie wychodzące ze szczeliny uginają się pod kątem α, a na ekranie spotkają się w punkcie D. Różnica dróg tych promieni wynosi:
Δ=AC
Z rysunku widać również, że różnica tych dróg wynosi
Δ=dsin αk
gdzie:
d- szerokość szczeliny,
αk- kąt ugięcia.
W czasie wykonywania doświadczenia na ekranie były widoczne jasne i ciemne prążki, przyczyną takiego stanu jest różnica w natężeniu światła, której rozkład przedstawiony na wykresie poniżej:
Wzmocnienie światła następuje w tych punktach ekranu, w których promienie spotkają się w fazach, zgodnych, a zatem gdy spełniony jest warunek :
Δ=k λ
k=0;1;2;...
Wygaszanie światła(ciemne prążki) następuje w tych punktach ekranu, w których promienie spotykają się w fazach przeciwnych, czyli gdy spełniony będzie warunek:
Δ=(2k+1)* λ*1/2
Po rozpatrzeniu położenia k-tego prążka jasnego i oznaczeniu odległości tego prążka od osi wiązki światła jako ak otrzymamy wzór na szerokość szczeliny w postaci
d=k λ l/ak
Obliczenia