EAiE	Jakub Bałamut Aleksander Byrski		Rok I		Grupa 1		Zespół 13
Pracownia fizyczna	Interferencja światła laserowego						Nr ćw.72
Data wykonania	Data oddania	Zwrot do poprawy		Data oddania		Data zaliczenia	Ocena

Cel ćwiczenia:

Pomiar rozkładu natężenia światła w obrazach dyfrakcyjno-interferencyjnych dla dwóch i większej liczby szczelin oraz teoretyczna interpretacja tych rozkładów. Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej.

Wprowadzenie:

Interferencja jest to zjawisko wzajemnego wzmacniania lub osłabiania się fal. Do doświadczeń interferencyjnych konieczne są spójne źródła fal. Wiązka światła promieniowania laserowego spełnia wszystkie warunki konieczne do łatwego uzyskania obserwowalnych obrazów interferencyjnych.

Schemat doświadczenia Younga z użyciem lasera jako źródła światła przedstawiono na rysunku 1.

Rys. 1 Schemat doświadczenia Younga z laserem jako źródłem światła

W całej przestrzeni poza płaszczyzną obu szczelin wytwarzają się maksima i minima interferencyjne. Położenie maksimów interferencyjnych jest dane wzorem

gdzie: m. = 0,1,2,3... rząd prążka interferencyjnego (widma),

d - odległość między szczelinami.

Dla małych kątów ugięcia Q zachodzi

zatem położenie x_m maksimum na ekranie wynosi:

gdzie l - odległość szczelin od ekranu

„Czysty” obraz interferencyjny z układu szczelin otrzymamy przy zastosowaniu szczelin o szerokości bardzo małej w porównaniu z długością fali. Dla d << l natężenie oświetlenia w odpowiednich maksimach jest takie samo.

W praktyce szerokość szczelin jest dużo większa od długości fal, więc otrzymamy obraz dyfrakcyjno-interferencyjny, w którym natężenie prążków interferencyjnych jest zmodulowane przez rozkład natężenia światła w obrazie dyfrakcyjnym pojedynczej szczeliny. Ze wzrostem liczby szczelin natężenie światła w maksimach pobocznych maleje praktycznie do zera, maksimum główne staje się coraz bardziej wąskie. Zmniejszenie szerokości maksimów głównych oznacza wzrost zdolności siatki do rozdzielania światła o różnych długościach fali w widmo. Zdolność rozdzielcza siatki dyfrakcyjnej wyraża się wzorem:

gdzie: m. - rząd widma

N - liczba szczelin

Dl - najmniejsza różnica długości fali jakie można rozdzielić

Siatki dyfrakcyjne wykorzystywane są w spektrometrach. Oświetlając wiązką światła laserowego bezpośrednio siatkę dyfrakcyjną możemy wyznaczyć stałą siatki, mierząc wielkości występujące we wzorze ( 1 ) .

---