Tomasz Mazurkiewicz P3 Wrocław, 16.04.2007.

156119

SPRAWOZDANIE Z PRZEPROWADZONEGO ĆWICZENIA NR 84

TEMAT: BADANIE SIATKI DYFRAKCYJNEJ

1. Zestaw przyrządów:

1) Siatka dyfrakcyjna

2) Monochromator z zasilaczem

3) Oświetlacz z zasilaczem

4) Ekran ze skalą i szczeliną

5) Ława optyczna z podziałką

2. Cel ćwiczenia:

1)Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej

2) Wyznaczenie chromatycznej zdolności rozdzielczej

3) Wyznaczenie długości fal światła

3. Pomiary:

1) Ustawienie ekranu i siatki dyfrakcyjnej na stole optycznym.

Pozycja ekranu: 7,2 cm

Pozycja siatki: 63,0 cm

L = 55,8 cm

2) Oświetlenie siatki monochromatorem i pomiar odległości prążków dla różnych długości fal świetlnych.

Pozycja środkowego prążka: 25,1 cm

3) Pomiar szerokości czynnej siatki dyfrakcyjnej suwmiarką.

s = 2 cm

4. Opracowanie wyników pomiarów:

1) Wyznaczenie stałej siatki (Uwaga! We wszystkich przypadkach
)

	L	p1	l1			d	d
nm	cm	cm	cm					%
450	55,8	23,9	26,4	0,03	0,01	16,0000	0,0052	0,032
500	55,8	23,6	26,6					17,778	0,006	0,033
550	55,8	23,5	26,7					19,556	0,006	0,03
600	55,8	23,4	26,8					21,334	0,007	0,032
650	55,8	23,3	26,9					23,111	0,008	0,03

Zestawienie wyników:

Lp	d	d	dśr	(d)śr		d d
						%
1	16,0000	0,0052	19,556	0,007	0,033	19,556 0,033
2	17,778	0,006
3	19,556	0,006
4	21,334	0,007
5	23,111	0,008

2) Wyznaczenie chromatycznej zdolności rozdzielczej siatki dyfrakcyjnej:

Lp	m	s	s	d	d	R	R		R R
			mm	mm					%
1	1	20,00	0,05	4,1772	0,0003	4788	350	8,0	4788 350

3) Wyznaczenie dyspersji kątowej siatki dyfrakcyjnej:

	L	p1	l1
nm	cm	cm	cm		rad/m	rad/m	%
450	55,8	23,9	25,4	0,99963	0,29257	0,00024	0,09
500	55,8	23,6	26,6			0,26324	0,00026	0,1
550	55,8	23,5	26,7			0,2393	0,0003	0,12
600	55,8	23,4	26,8			0,21934	0,00032	0,14
650	55,8	23,3	26,9			0,20246	0,00034	0,16

4) Sporządzenie wykresu zależności
= f (
).

Załącznik nr 1.

5. Wzory i przykładowe obliczenia:

1. Sinus kąta ugięcia dla m-tego rzędu dyfrakcji:

Gdzie:

L - odległość siatki od ekranu

p_m, l_m - położenia pozornych obrazów szczeliny tworzonych przez promienie ugięte m-tego rzędu

Przykładowe obliczenia dla fali o długości 450nm i p₁ = 25,4cm, l₁ = 23,9cm, L = 55,8cm,
=
=
=0,1cm:

2. Stała siatki dyfrakcyjnej:

gdzie:
to sin kąta ugięcia, a
to długość znanej fali ustawionej na monochromatorze

Przykładowe obliczenia dla
,
,
, p₁ = 25,4cm, l₁ = 23,9cm, L = 55,8cm:

3. Chromatyczna zdolność rozdzielcza siatki dyfrakcyjnej:

Obliczenie chromatycznej zdolności rozdzielczej badanej siatki dyfrakcyjnej dla s=20,00mm,
=0,05mm, d=4,1772
m,
=0,0003
m, rzędu m=1:

6. Wnioski:

Ćwiczenie polegało na zbadaniu danej siatki dyfrakcyjnej. Na podstawie wykonanych pomiarów obliczyliśmy takie parametry siatki chromatyczna zdolność rozdzielcza i stała siatki. Wykonane pomiary zostały przeprowadzone odpowiednio, co możemy wywnioskować po niewielkich błędach wartości obliczanych.

Z wykresu zależności
= f (
) możemy odczytać, że dyspersja nie zależy liniowo od długości fali świetlnej, lecz odgina się.

3

---