WYZNACZANIE_ROZMIAR_W_PRZES.DOC

1.Wstęp:

              Na ławie optycznej umieszczony jest laser He-Ne przez, który wychodzi wiązka światła laserowego. W pewnej odległości od lasera umieszczony jest uchwyt He-Ne w osłonie metalowej. W osłonie lasera znajduje się otwór za pomocą którego mocuje się siatkę dyfrakcyjną, ramkę z pojedynczą szczeliną oraz ramkę z oprawionymi cienkimi drucikami.

2. Przebieg ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie :

I. Wyznaczenie stałej siatki dyfrakcyjnej d.

II. Długość fali światła laserowego He-Ne.

III. Średnicy cienkiego drutu.

Ad. I.

Stałą siatki dyfrakcyjnej wyliczamy przekształcając wzór na długość fali

.

Stąd:

,

gdzie:

              - długość fali,

-a wartość długości fali lasera He-Ne jest znana i wynosi 632.8 nm(6328·m),

              - odległość między maksimami, n rząd widma,

              l - odległość siatki od ekranu.

              Obliczamy stałą siatki dyfrakcyjne

=6,1·10-6 [m]

              d2 = 5,9·10-6  [m]

              d3 = 5,5·10-6  [m]

Ad. II.

Długość fali światła mamy daną i wynosi 632,8 nm.

Ad. III.

Średnicę drutu oblicza się ze wzoru:

gdzie:

              D - średnica drutu,

              n - rząd widma,

              anz- odległość środka plamki ciemnej n rzędu od środka wiązki nie ugiętej,

              l- długość fali,

średnica druta dla odległości 180 mm

2,2·10-5[m]

              D2 = 2,2·10-5  [m]

              D3 = 2,3·10-5  [m]

średnica szczeliny dla odległości 172 mm:

9,0·10-6[m]

              D2 = 9,8·10-6     [m]

D3 = 11,2·10-6  [m]

3.Błędy pomiarowe:

Błędy pomiarów obliczamy stosując metodę różniczki zupełnej dla pomiaru stałej siatki dyfrakcyjnej oraz średnicy drutów i szczeliny.

dla stałej siatki dyfrakcyjnej odległość d dla odległości 500 mm:

              Dd1 = 2,1·10-7  [m]

              Dd2 = 1,6·10-7  [m]

              Dd3 = 1,4·10-7  [m]

dla średnicy druta dla odległości 180 mm

              DD1 = 2,4·10-5  [m]

              DD2 = 5,3·10-6  [m]

              DD3 = 7,8·10-6  [m]

dla średnicy szczeliny dla odległości 172 mm:

              DD1 = 1,4·10-6  [m]

              DD2 = 1,7·10-6 [m]

              DD3 = 1,9·10-6  [m]

Wnioski:

              Celem ćwiczenia było wyznaczenie średnicy drutu i stałej siatki. Pomiary sprowadzały się do określenia położenia obserwowanych prążków interferencyjnych (maksima i minima). Warto zaznaczyć, że uzyskiwany obraz powstaje na wskutek odpowiedniego "nakładania się" spójnych ciągów falowych, których wytworzenie jest możliwe dzięki zastosowaniu w doświadczeniu lasera.

Błędy jakie powstały w ćwiczeniu miały przyczynę w niedokładnym pomiarze między prążkami jak również niedokładnym pomiarze odległości przeszkody od ekranu. Linijka z poziomica.