Docsity
Zaloguj sięZarejestruj się
Docsity
Przygotuj się do egzaminów
Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity

Otrzymaj punkty, aby pobrać
Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium

Informacje i wskazówki
Informacje i wskazówki
Sprzedaj na Docsity
Sprzedaj na Docsity
Zaloguj sięZarejestruj się

Przygotuj się do egzaminów

Studiuj dzięki licznym zasobom udostępnionym na Docsity

Znajdź dokumenty

Przygotuj się do egzaminów dzięki dokumentom udostępnionym na Docsity przez studentów, takich jak ty

Szukaj dokumentów Store

Najlepsze dokumenty w sprzedaży, umieszczone przez studentów, którzy ukończyli studia

Przeszukaj wszystkie materiały do ​​nauki
Docsity AINEW

Streszczaj swoje dokumenty, zadawaj im pytania, przekształcaj je w quizy i mapy myśl

Otrzymaj punkty, aby pobrać

Zdobywaj punkty, pomagając innym studentom lub wykup je w ramach planu Premium

Udostępniaj dokumenty
download point icon20 Punktów

Za każdy zamieszczony dokument

Wszystkie sposoby na zdobycie darmowych punktów
Zdobądź punkty już teraz

Wybierz plan Premium z odpowiednią dla Ciebie ilością punktów

Możliwości studiowania

Wybierz swój przyszły program studiów

Dotrzyj do najlepszych uniwersytetów na świecie już teraz. Szukaj wśród tysięcy uczelni i oficjalnych partnerów

Społeczność

Ranking uczelni

Odkryj najlepsze uniwersytety w twoim kraju, według użytkowników Docsity

Bezpłatne poradniki

Nasze e-booki ratujące uczniów i studentów!

Pobierz bezpłatnie nasze przewodniki na temat technik studiowania, metod panowania nad stresem, wskazówki do przygotowania do prac magisterskich opracowane przez wykładowców Docsity

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ ..., Notatki z Optyka

Wyższa Szkoła Techniczna w KatowicachOptyka

4) Co to jest siatka dyfrakcyjna? Zdefiniować zdolność rozdzielczą siatki dyfrakcyjnej. Stała siatki dyfrakcyjnej. 5) Pomiar długości fali świetlnej za pomocą ...

Typologia: Notatki

2022/2023

Załadowany 24.02.2023

Irena85
Irena85 🇵🇱

4.7

(88)

302 dokumenty

1 / 7

Toggle sidebar

Ta strona nie jest widoczna w podglądzie

Nie przegap ważnych części!

bg1
OP2
1
II PRACOWNIA FIZYCZNA:
OPTYKA
WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ
ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ.
Grażyna Stopa, Magdalena Krupska
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie długości fali światła monochromatycznego, poprzez pomiar
ugięcia światła na transmisyjnej siatce dyfrakcyjnej o znanej stałej siatki.
Wymagania do kolokwium
1) Napisać i objaśnić równanie fali płaskiej.
2) Opisać naturę fal świetlnych.
3) Co to jest dyfrakcja światła i w jakich warunkach może być obserwowana?
4) Co to jest siatka dyfrakcyjna? Zdefiniować zdolność rozdzielczą siatki dyfrakcyjnej. Stała
siatki dyfrakcyjnej.
5) Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej.
6) Co to jest interferencja fal?
7) Ugięcie światła na szczelinie liniowej.
8) Jakie fale nazywamy spójnymi?
9) Jaki warunek muszą spełniać drogi optyczne światła, a także fazy fal świetlnych, aby
w wyniku ich nałożenia powstał jasny (lub ciemny) prążek interferencyjny?
10) Budowa i działanie lasera.
Literatura
1) H. Piekara, Nowe oblicze optyki, PWN, Warszawa 1976.
2) F. Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów, PWN, Warszawa 1978.
3) J. R. Meyer-Arendt, Wstęp do optyki PWN, Warszawa, 1979.
4) R. Resnick, D. Halliday, Fizyka, t. II, PWN, 1997.
5) S. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz. 4, PWN, Warszawa, 1980.
6) I Pracownia Fizyczna. pod red. Cz. Kajtocha, Wydawnictwo Naukowe AP, Kraków 2007.
pf3
pf4
pf5

Podgląd częściowego tekstu

Pobierz WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ ... i więcej Notatki w PDF z Optyka tylko na Docsity!

OPTYKA

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ

ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ.

Grażyna Stopa, Magdalena Krupska

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie długości fali światła monochromatycznego, poprzez pomiar ugięcia światła na transmisyjnej siatce dyfrakcyjnej o znanej stałej siatki.

Wymagania do kolokwium

  1. Napisać i objaśnić równanie fali płaskiej.
  2. Opisać naturę fal świetlnych.
  3. Co to jest dyfrakcja światła i w jakich warunkach może być obserwowana?
  4. Co to jest siatka dyfrakcyjna? Zdefiniować zdolność rozdzielczą siatki dyfrakcyjnej. Stała siatki dyfrakcyjnej.
  5. Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej.
  6. Co to jest interferencja fal?
  7. Ugięcie światła na szczelinie liniowej.
  8. Jakie fale nazywamy spójnymi?
  9. Jaki warunek muszą spełniać drogi optyczne światła, a także fazy fal świetlnych, aby w wyniku ich nałożenia powstał jasny (lub ciemny) prążek interferencyjny?
  10. Budowa i działanie lasera.

Literatura

  1. H. Piekara, Nowe oblicze optyki, PWN, Warszawa 1976.
  2. F. Kaczmarek, Wstęp do fizyki laserów, PWN, Warszawa 1978.
  3. J. R. Meyer-Arendt, Wstęp do optyki PWN, Warszawa, 1979.
  4. R. Resnick, D. Halliday, Fizyka, t. II, PWN, 1997.
  5. S. Szczeniowski, Fizyka doświadczalna, cz. 4, PWN, Warszawa, 1980.
  6. I Pracownia Fizyczna. pod red. Cz. Kajtocha, Wydawnictwo Naukowe AP, Kraków 2007.
OPTYKA

Wstęp

Światło można traktować zarówno jako zbiór cząstek (fotonów) wylatujących ze źródła światła i poruszających się po liniach prostych (korpuskularna teoria światła wyjaśniająca np. zjawisko fotoelektryczne lub efekt Comptona), lub jako falę z wszystkimi charakterystycznymi dla niej własnościami (np. dyfrakcja, interferencja, polaryzacja). W tym drugim ujęciu światło jest falą elektromagnetyczną, poprzeczną. Dyfrakcja fali czyli ugięcie, polega na odchyleniu biegu fali od prostoliniowego po napotkaniu przez falę przeszkody, której rozmiary są porównywalne z długością fali. Interferencja fal to nakładanie się dwóch lub więcej fal. Towarzyszą jej efekty wzmocnienia lub osłabienia natężenia fal. Efektem interferencji fal mechanicznych jest na przykład fala stojąca. Efektem interferencji fal świetlnych jest z kolei układ jasnych i ciemnych prążków. Wzmocnienia występują w miejscach, gdzie dwie fale spotykają się w fazach zgodnych, a osłabienia (lub całkowite wygaszenie) następują w miejscach, gdzie fale spotykają się w fazach przeciwnych. Warunkiem uzyskania obrazu interferencyjnego jest spójność fal. Fale spójne (inaczej koherentne) to fale, których różnica faz jest stała w czasie. Fale takie muszą mieć jednakowe częstotliwości. Zjawisko dyfrakcji i interferencji szczególnie wyraźnie można zaobserwować przy przejściu światła przez układ wąskich równoległych szczelin. Po przejściu przez jedną, wąską szczelinę, światło rozchodzące się prostoliniowo (fala płaska), zmienia się w falę kulistą, rozchodzącą się we wszystkich kierunkach. Zjawisko to można wyjaśnić w oparciu o zasadę Huygensa, która mówi, że każdy punkt ośrodka, do którego dotrze fala, staje się źródłem nowej fali kulistej.

OPTYKA

Światło padające na przesłonę P składa się z fal o tej samej długości i tworzy wiązkę promieni równoległych. Promienie wychodzące ze szczelin S 1 i S 2 padają ekran E. A jest dowolnym punktem na ekranie , odległym o r 1 i r 2 od wąskich szczelin S 1 i S 2. Przeprowadźmy prostą od S 2 do punktu B w taki sposób aby odcinki AS 2 i AB były równe. Jeśli odległość d między szczelinami S 1 i S 2 jest dużo mniejsza od odległości l między przesłoną P, a ekranem E, to S 2 B jest prawie prostopadłe zarówno do r 1 jak i do r 2. Oznacza to, że kąt S 1 S 2 B jest

w przybliżeniu równy kątowi ACO ( kąty te na rysunku są oznaczone literą ) skąd wynika, że

promienie r 1 i r 2 są w przybliżeniu równoległe. Fale wychodzące ze szczelin S 1 i S 2 są zgodne w fazie, gdyż źródłem ich jest ta sama fala płaska. Ponieważ długości dróg optycznych promieni r 1 i r 2 są różne, fale dochodzące do punktu A mogą mieć różne fazy. O tym czy w punkcie

A nastąpi wzmocnienie czy wygaszenie światła decyduje to, ile długości fali k  mieści się

w odcinku S 1 B, którego długość jest równa różnicy dróg optycznych promieni. Aby w punkcie A wystąpiło maksimum natężenia światła (wzmocnienie), fazy fal świetlnych docierających do niego muszą być zgodne. Fazy fal będą zgodne jeżeli, na odcinku

S 1 B = d sin  zawierać się będzie wielokrotność długości fali

d sin  = k  k = 0, 1, 2,... Dla k = 0 otrzymujemy widmo zerowego rzędu odpowiadające wiązce nieugiętej. Dla k = 1 otrzymujemy widmo pierwszego rzędu, różnica dróg optycznych promieni docierających do

ekranu wynosi .

Dla k = 2 otrzymujemy widmo drugiego rzędu, różnica dróg optycznych promieni wynosi 2 .

Jeżeli w punkcie A spotkają się fale o przeciwnych fazach to wystąpi minimum

natężenia światła (wygaszenie)- nastąpi to wówczas jeżeli odcinek S 1 B = d sin  będzie równy

nieparzystej wielokrotność połówek fali

d sin k k = 0, 1, 2,... Maksima i minima występują symetrycznie względem maksimum centralnego leżącego w punkcie O opisywanego przez k = 0.

OPTYKA

Taki układ szczelin można potraktować jako przybliżony model siatki dyfrakcyjnej. Rzeczywista siatka dyfrakcyjna składa się z wielu równoległych do siebie wąskich szczelin rozmieszczonych w równych odstępach. Siatkę dyfrakcyjną, uzyskaną przez zarysowanie równoległymi rowkami płasko- równoległej płytki szklanej, nazywamy siatką transmisyjną. Powstające widmo jest wynikiem ugięcia promieni na szczelinach siatki. Powierzchnie nie zarysowane tworzą szczeliny, matowe rowki zaś nie przepuszczają światła. Liczba rys jest rzędu 50  1200 na 1mm. Odległość między środkami sąsiednich szczelin (na rysunku oznaczona jako d) nazywana jest stałą siatki. Z zależności geometrycznych widać że: S 1 B = dsin oraz S 1 B = k Otrzymujemy stąd równanie siatki dyfrakcyjnej: d sin  = k  Istnieją również siatki odbiciowe (refleksyjne) wykonane przez zarysowanie metalowych płyt

  • interferencja występuje wówczas w świetle odbitym. Rolę szczelin spełniają również odstępy między rysami. Metoda wyznaczania długości światła laserowego. Do dyspozycji mamy laser helowo-neonowy, wysyłający światło czerwone lub laser półprzewodnikowy, dający światło zielone. Laser oświetla bezpośrednio siatkę dyfrakcyjną równoległą wiązką promieni, a prążki interferencyjne obserwujemy na ekranie. Środkowy prążek, zwany prążkiem zerowego rzędu (odpowiada k = 0), służy za punkt odniesienia do pomiaru odległości x dla prążków wyższych rzędów.
OPTYKA

Tabela. Wyznaczanie długości fali światła laserowego.

d l x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 

[mm] [cm] [cm] [nm]