Wydział GIK |
Data wykonania: 24 marca 2005 |
Nr zespołu: 16 |
|
|
Data oddania: 31 marca 2005 |
|
|
|
Ocena z przygotowania: |
Ocena ze sprawozdania: |
Ocena końcowa: |
Prowadzący: Dr Przemysław Duda |
Podpis prowadzącego: |
||
Pomiar dlugosci fal elektromagnetycznych metodami interferencyjnymi
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z różnymi metodami pomiarowymi wyznaczania długości fal elektromagnetycznych przez wykorzystanie zjawiska interferencji fal.
Wprowadzenie do zagadnienia
Fala - jest to zaburzenie ośrodka (magnetyczne lub elektryczne).
Interferencja - jedno z najbardziej charakterystycznych zjawisk falowych w przyrodzie polegająca na nakładaniu się fal, przy czym fale mogą ulegać wzmocnieniu gdy są w fazach zgodnych - obserwujemy wtedy wzrost natężenia fali lub osłabieniu gdy są w fazach przeciwnych - obserwujemy wtedy osłabienie (a w specyficznych warunkach możemy uzyskać całkowity zanik fali) wszystko to zależy od faz fal.
Interferencja zachodzi tylko dla fal o tej samej częstotliwości i tej samej polaryzacji, gdy różnica ich faz jest stała inaczej, gdy fale są spójne (koherencja).
Wzór na wzmocnienie lub osłabienie natężenia, gdzie 
jest kątem przesunięcia fazowego.
Dyfrakcja - zjawisko ugięcia się fal. Spotykamy się z tym gdy fala napotyka niewielkie przeszkody co powoduje ugięcie (odchylenie) od początkowego rozchodzenie się. Szczelina przez którą przechodzi fala stanowi nowe źródło (zgodnie z zasadą Huygensa, która mówi że każdy punkt, do którego dotrze fala staje się źródłem nowej fali kulistej) jednak rozchodzących się pod innym kątem niż początkowa fala. Jeśli na szczelinę pada fala płaska, szczelina zachowuje się jak jednorodny układ źródeł, przy czym wszystkie fale (fale kuliste Huygensa) wysyłane przez te źródła są w jednakowej fazie.
Przebieg cwiczenia
a)Pomiar długości fali elektromagnetycznej za pomocą siatki dyfrakcyjnej
Odczyt kąta [0] |
Wskazania woltomierza U [mV] |
|
Odczyt kąta [0] |
Wskazania woltomierza U [mV] |
|
|
|
|
|
-52 |
0,5 |
|
1 |
3,2 |
-49 |
0,6 |
|
2 |
2,8 |
-47 |
0,7 |
|
3 |
2,4 |
-46 |
0,8 |
|
4 |
1,6 |
-44 |
0,9 |
|
5 |
1,1 |
-42 |
0,5 |
|
6 |
0,6 |
-38 |
0,1 |
|
10 |
0,1 |
-34 |
0 |
|
14 |
0,1 |
-32 |
0,2 |
|
15 |
0,2 |
-30 |
0,5 |
|
16 |
0,3 |
-29 |
0,8 |
|
20 |
1,1 |
-28 |
1,2 |
|
21 |
1,5 |
-27 |
1,5 |
|
22 |
1,8 |
-25 |
2 |
|
23 |
2,2 |
-24 |
2,2 |
|
24 |
2,3 |
-22 |
2 |
|
25 |
2,3 |
-20 |
1,4 |
|
26 |
2,2 |
-19 |
1,2 |
|
27 |
1,8 |
-18 |
1 |
|
28 |
1,5 |
-16 |
0,4 |
|
29 |
0,9 |
-14 |
0,1 |
|
30 |
0,6 |
-10 |
0 |
|
32 |
0,2 |
-8 |
0,1 |
|
34 |
0 |
-7 |
0,3 |
|
37 |
0 |
-6 |
0,6 |
|
39 |
0,2 |
-5 |
0,9 |
|
41 |
0,4 |
-4 |
1,5 |
|
43 |
0,6 |
-3 |
2,2 |
|
45 |
0,7 |
-2 |
2,8 |
|
47 |
0,8 |
-1 |
3,2 |
|
49 |
0,8 |
0 |
3,3 |
|
50 |
0,7 |
|
|
|
52 |
0,5 |
b) Pomiar długości fali elektromagnetycznej za pomocą interferometru Michelsona.
Nr wzmocnienia |
Odległość d [cm] |
Długość fali[cm] |
1 |
51,6 |
|
2 |
53,25 |
3,30 |
3 |
54,7 |
3,10 |
4 |
56,25 |
3,10 |
5 |
58 |
3,20 |
6 |
59,55 |
3,18 |
7 |
61,1 |
3,17 |
8 |
62,7 |
3,17 |
9 |
64,3 |
3,18 |
10 |
65,9 |
3,18 |
c) Pomiar długości fali elektromagnetycznej za pomocą interferometru Fabry-Perota
Nr wzmocnienia |
2d [cm] |
|
|
1 |
1 |
2 |
3,8 |
3 |
7,6 |
4 |
10,4 |
5 |
14,1 |
6 |
16,8 |
7 |
20,4 |
d) Pomiar długości fali elektromagnetycznej za pomocą układu odbiciowego Fabry-Perota
Nr wzmocnienia |
Odległości 2d [cm] |
Długość fali [cm] |
|
|
|
1 |
151,4 |
|
2 |
148,4 |
3,00 |
3 |
145 |
3,20 |
4 |
141,4 |
3,33 |
5 |
138,2 |
3,30 |
6 |
134,6 |
3,36 |
7 |
131,4 |
3,33 |
8 |
128,2 |
3,31 |
9 |
124,6 |
3,35 |
10 |
121,2 |
3,36 |
j
Wykonanie ćwiczenia