WSB

Cel: Wyznaczenie staej siatki dyfrakcyjnej. Wyznaczanie dugoci fal widma lampy rtciowej.

Przyrzdy: awa optyczna, ekran ze szczelin, lampy widmowe z ukadem zasilania, siatka dyfrakcyjna.

Literatura: R. Resnick, D. Halliday, FIZYKA, t. II, § 43-2, 45-1, 47-2, 47-3.

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, PODSTAWY FIZYKI, t. 4., § 36.1 do 36.4, 37.1, 37.7.

W celu wyznaczania dugoci fal wiata lampy rtciowej za pomoc siatki dyfrakcyjnej musimy najpierw wyznaczy sta d tej siatki. Do tego celu posuymy si ródem wiata o znanej dugoci fali . ródem tym jest na ogó lampa sodowa, która wysya wiato o dugoci fali . Nastpnie okrelamy dugo fali (lub kilku fal) wysyanej przez inne ródo, traktowane jako nieznane (zwykle jest to lampa rtciowa).

Pomiary wykonujemy przy pomocy aparatury przedstawionej na rys.1. Ukad skada si ze róda wiata , ekranu E ze szczelin S i siatki dyfrakcyjnej SD. Ekran zaopatrzony jest w podziak milimetrow. Elementy ukadu umocowane s na awie optycznej majcej podziak centymetrow. Ponadto w skad ukadu wchodz lampy widmowe i lampka L owietlajca skal ekranu.

Wizka wiata W ze róda (rys.2) przechodzi przez szczelin w ekranie i pada na siatk dyfrakcyjn, na której ulega dyfrakcji (ugina si).

Gdy kt ugicia spenia warunek wzmocnienia interferencyjnego:

wtedy oko obserwatora rejestruje ugicie wizki U w postaci barwnego prka. Przeduenie tej wizki przecina ekran w punkcie P i obserwator ma wraenie, e prek znajduje si w tym punkcie. Jest to pozorny obraz prka, rzeczywisty obraz tworzy si na siatkówce oka.

Rys 2. Schematyczny bieg wiata w ukadzie pomiarowym.

Kt ugicia wizki jest równy ktowi jaki tworzy jej przeduenie z kierunkiem wizki W padajcej na siatk

D - odlego siatki od szczeliny ekranu. x - odlego pozornego obrazu prka od szczeliny

wzór na sta siatki gdy znana jest dugo fali wiata padajcego ze róda:

b) wzór na dugo fali nieznanego róda gdy znamy sta siatki dyfrakcyjnej:

Wykonanie i opracowanie wiczenia.

Pomiary wykonujemy w pomieszczeniu zaciemnionym.

Ustawi lamp sodow oznaczon (Na ) za szczelin ekranu.

Przeczy transformator zasilajcy w pozycj Na i wczy zasilacz lampy.

Odczeka kilka minut, a lampa bdzie intensywnie wiecia (ótym wiatem)

Patrzc przez siatk SD na ekran E zanotowa pooenia prków (pozorne) po kadej stronie szczeliny . Uywamy przy tym lampki L owietlajcej skal ekranu . Wyniki umieci w tabeli.

5. Wyczy zasilacz lampy, przeczy transformator w pooenie Hg .

6. Ustawi lamp rtciow (Hg) za szczelin ekranu i wczy zasilacz.

7. Wyznaczy pooenie prków jak w p.4 dla kadej z trzech barw oddzielnie. Wyniki umie w tabeli .

8. Zmierzy odlego D siatki dyfrakcyjnej od szczeliny S korzystajc z podziaki na awie .

Uwaga ! Praca lamp, nie moe trwa duej ni 10 min. Dusze wiecenie przegrzewa lampy i moe je uszkodzi.

9. Biorc za x redni z pooenia lewego i prawego prka danego rzdu widma (x=(x_l + x_p)/2 ) obliczy :

sta siatki dyfrakcyjnej d (wzór 3) dla wszystkich rzdów widma ( k = 1,2,3 ). Za kocow warto d przyj redni z oblicze dla k = 1,2,3,

niepewno pomiaru staej siatki dyfrakcyjnej dla k=2 korzystajc ze wzoru: ₍₅₎

dugoci fal lampy (Hg) dla wszystkich barw i rzdów widma (wzór 4). Za kocowe wartoci kadej barwy przyj rednie z oblicze dla k = 1,2,3.

niepewnoci wyznaczonych dugoci fal korzystajc ze wzoru: ₍₆₎

10. Poda w poprawnej formie otrzymane wyniki wraz z odpowiednimi niepewnociami.

11. Porówna otrzymane dugoci fali lampy rtciowej z literaturowymi.

Co okrelamy nazw widmo wiata? Jakie s rodzaje widma ?

Jak mona podzieli róda wiata ze wzgldu na charakter ich widma wietlnego? Jakie s przyczyny powstawania tych widm ?

Poda okrelenia wielkoci opisujcych ruch falowy : dugoci ,czstoci , amplitudy ,fazy , prdkoci fali.

Co to jest siatka dyfrakcyjna ? Co nazywamy sta siatki ? Do czego stosuje si siatk ?

Co nazywamy interferencj fali ? Kiedy nastpuje wzmocnienie a kiedy osabienie interferencyjne?

Omówi metod wyznaczania staej siatki dyfrakcyjnej i dugoci fali stosowan w wiczeniu.

Barwa prka	Rzd widma k (nr prka)	x_l	x_p