Stadnik Krzysztof
01.03.1999r
Sprawozdanie z ćwiczenia nr 46
Temat: Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej
Zagadnienia do samodzielnego opracowania:
1. Ruch falowy, rodzaje fal.
2. Superpozycja ciągów falowych.
3. Dyfrakcja, interferencja, siatki dyfrakcyjne.
4. Wielkości fotometryczne.
Wykonanie ćwiczenia:
1. Zestawić układ potyczny wg wskazówek prowadzącego.
2. Włączyć laser, zachowując ostrożność.
3. Ustawić siatkę dyfrakcyjną tak, aby na ekranie pojawił się ostry i dobrze widoczny obraz szczeliny.
4. Ustawić siatkę dyfrakcyjną jak najbliżej soczewki. Obserwować widoczne na ekranie prążki powstałe systematycznie po obu stronach obrazu szczeliny.
5. Zmierzyć odległość między soczewką a ekranem (y), oraz odległość między zerowym a pierwszym oprążkiem (x).
6. Pomiary powtórzyć kilka razy. Zwrócić uwagę na błąd odczytu wartości x. Aby oszacować błąd odczytu wartości y należy podczas jego pomiarów przesuwać ekran wzdłuż ławy potycznej w lewo i w prawo od położenia pierwotnego do momentu zauważenia zmiamy ostrości obrazu. Połowę przesunięcia przyjąć jako Δy.
WYNIKI POMIARÓW
λ |
x |
Δx |
y |
Δy |
sin φ |
d |
[ nm ] |
[ cm ] |
[ cm ] |
[ cm ] |
[ cm ] |
- |
[cm ] |
590,0 |
2 |
0.1 |
20 |
0.75 |
0,099 |
5929 10-7 |
590,0 |
1,8 |
0.1 |
18 |
0.75 |
0,099 |
5929 10-7 |
590,0 |
1,6 |
0.1 |
16 |
0.75 |
0,099 |
5929 10-7 |
590,0 |
1,4 |
0.1 |
14 |
0.75 |
0,099 |
5929 10-7 |
590,0 |
1,3 |
0.1 |
13 |
0.75 |
0,099 |
5929 10-7 |
590,0 |
1,2 |
0.1 |
12 |
0.75 |
0,099 |
5929 10-7 |
590,0 |
2 |
0.1 |
22 |
0.75 |
0,090 |
6516 10-7 |
590,0 |
2,2 |
0.1 |
23 |
0.75 |
0,095 |
6196 10-7 |
590,0 |
2,3 |
0.1 |
24 |
0.75 |
0,095 |
6184 10-7 |
590,0 |
2,3 |
0.1 |
25 |
0.75 |
0,091 |
6440 10-7 |
Gdzie sin φ obliczono korzystając ze wzoru :
natomiast stałą dyfrakcyjną :
Przykłady obliczeń :
Błąd Δd obliczymy korzystając ze wzoru:
Δd = λ
Δx + λ
Δy =
= λ
(
Δx + Δy)
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δd = 
[nm]
Δdmax=856.14 [nm]
WNIOSKI
Metoda wyznaczania siatki dyfrakcyjnej polega na oświetleniu siatki dyfrakcyjnej wiązką równoległą światła monochromatycznego, która po przejściu przez siatkę ulega ugięciu. Ugięte fale pochodzące z sąsiednich szczelin nakładają się dając na ekranie maksima w przypadku spełnienia warunku: Δ=kλ. W naszym ćwiczeniu wielkość d w niektórych przypadkach ma znaczny rozrzut wynikający najprawdopodobniej z niedokładności wykonania pomiarów.
Δd = 590
Wnioski:
Metoda wyznaczania stałej siatki dyfrakcyjnej polega na oświetleniu siatki dyfrakcyjnej wiązką równoległą światła monochromatycznego, która po przejściu przez siatkę ulega ugięciu. Ugięte fale pochodzące z sąsiednich szczelin nakładają się dając na ekranie maksima w przypadku spełnienia warunku: Δ = kλ. W naszym ćwiczeniu wielkość d w niektórych przypadkach ma znaczny rozrzut wynikający najprawdopodobniej z niedokładności wykonywania pomiarów.
√x2 + y2
x
sin φ =
√x2 + y2
d = λ
x
√22 + 202
2
sin φ =
= 0,099
√1,82+182
1,8
sin φ =
= 0,099
√1,62+162
1,6
sin φ =
= 0,099
√1,42+142
1,4
sin φ =
= 0,099
√1,3+132
1,3
sin φ =
= 0,099
√22 + 202
2
d = 590 10-9
= 5929 10-9
√1,82 + 182
1,8
d = 590 10-9
= 5929 10-9[m]
√1,62 + 162
1,6
d = 590 10-9
= 5929 10-9[m]
√1,42 + 142
1,4
d = 590 10-9
= 5929 10-9[m]
√1,32 + 132
1,3
d = 590 10-9
= 5929 10-9[m]