{4.3.1 (5.12)}{Изучение дифракции света} (1179587)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Ïåðâàÿ ðåäàêöèÿÏëþñíèí Ïàâåë. Ãðóïïà 573Ëàáîðàòîðíàÿ ðàáîòà 4.3.1 (5.12):Èçó÷åíèå äèôðàêöèè ñâåòàÖåëü: èññëåäîâàòü ÿâëåíèÿ äèôðàêöèè Ôðåíåëÿ è Ôðàóíãîôåðà íà ùåëè.Îáîðóäîâàíèå: îïòè÷åñêàÿ ñêàìüÿ, ðòóòíàÿ ëàìïà, ìîíîõðîìàòîð, ùåëè ñ ðåãóëèðóåìîé øèðèíîé, ðàìêà ñ âåðòèêàëüíîé íèòüþ, äâîéíàÿ ùåëü, ìèêðîñêîï íà ïîïåðå÷íûõñàëàçêàõ ñ ìèêðîìåòðè÷åñêèì âèíòîì, çðèòåëüíàÿ òðóáàÒåîðåòè÷åñêîå ââåäåíèå:À.

Äèôðàêöèÿ ÔðåíåëÿÐàñïðåäåëåíèå èíòåíñèâíîñòè ñâåòà â ïëîñêîñòè íàáëþäåíèÿ Ï ïðîùå âñåãî ðàññ÷èòûâàòüñ ïîìîùüþ çîí Ôðåíåëÿ (äëÿ ùåëè èõ èíîãäà íàçûâàþò çîíàìè Øóñòåðà). Ïðè îñâåùåíèèùåëè S2 ïàðàëëåëüíûì ïó÷êîì ëó÷åé (ïëîñêàÿ âîëíà) çîíû Ôðåíåëÿ ïðåäñòàâëÿþò ñîáîéïîëîñêè, ïàðàëëåëüíûå êðàÿì ùåëè (ðèñ. 1).Ðåçóëüòèðóþùàÿ àìïëèòóäà â òî÷êå íàáëþäåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ ñóïåðïîçèöèåé êîëåáàíèé îò òåõ çîí Ôðåíåëÿ, êîòîðûå íåïåðåêðûòû ñòâîðêàìè ùåëè. Ãðàôè÷åñêîå îïðåäåëåíèå ðåçóëüòèðóþùåé àìïëèòóäû ïðîèçâîäèòñÿ ñ ïîìîùüþ âåêòîðíîé äèàãðàììû - ñïèðàëè Êîðíþ.

Ñóììàðíàÿ øèðèíà m çîí Ôðåíåëÿzm îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåì√zm = amλ(1)ãäå a ðàññòîÿíèå îò ùåëè äî ïëîñêîñòè íàáëþäåíèÿ (ðèñ. 1),à λ - äëèíà âîëíû.Ðèñ. 1: Çîíû Ôðåíåëÿ â ïëîñêîñòèùåëèÂèä íàáëþäàåìîé äèôðàêöèîííîé êàðòèíû îïðåäåëÿåòñÿ ÷èñëîì Ôðåíåëÿ:(2)DΦ2 = √aλÎáðàòíàÿ âåëè÷èíà íàçûâàåòñÿ âîëíîâûì ïàðàìåòðîì√1aλp= 2 =ΦD(3)Á. Äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà ùåëèD√aλ∆ = r2 − r1 ≈ D sin Θ ≈ D · Θ1(4)Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïî ôèçèêåÏåðâàÿ ðåäàêöèÿÐèñ. 2: Ê ôàçîâûì ñîîòíîøåíèÿì ïðè äèôðàêöèèÔðàóíãîôåðàÄëÿ ìàëûõ óãëîâÏëþñíèí Ïàâåë. Ãðóïïà 573Ðèñ.

3: Ê ôàçîâûì ñîîòíîøåíèÿì ïðè äèôðàêöèèÔðàóíãîôåðàÐàññòîÿíèå Xm òåìíîé ïîëîñûÄèôðàêöèîííàÿ êàðòèíà íàáëþäàåòñÿ çäåñü âôîêàëüíîé ïëîñêîñòè O2 .Êàæäîìó çíà÷åíèþ óãëàΘ ñîîòâåòñòâóåò â ýòîéïëîñêîñòè òî÷êà, îòñòàþùàÿ íà îïòè÷åñêîé îñè íàðàññòîÿíèèX = f2 tan Θ ≈ f2 Θ (5)mλ = D · Θm(6)λD(7)Xm = f2 mÂ. Äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà äâóõ ùåëÿõÓãëîâàÿ êîîðäèíàòà θm èíòåðôåðåíöèîííîãî ìàêñèìóìà m-ïîðÿäêà îïðåäåëÿåòñÿ ñîîòíîøåíèåìd · θm = mλ(8)Ëèíåéíîå ðàññòîÿíèå ìåæäó ñîñåäíèìè èíòåðôåðåíöèîííûìè ïîëîñàìè â ïëîñêîñòè Ïðàâíîλ∆x = f2(9)d×èñëî èíòåðôåðåíöèîííûõ ïîëîñ, óêëàäûâàþùèõñÿ â îáëàñòè öåíòðàëüíîãî äèôðàêöèîííîãî ìàêñèìóìà:2λf2 12dn==(10)D δxDÏåðâîå ðàçìûòèå èíòåðôåðåíöèîííûõ ïîëîñ âîçíèêàåò ïðè óñëîâèèbλ=f1d2(11)Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïî ôèçèêåÏåðâàÿ ðåäàêöèÿÏëþñíèí Ïàâåë.

Ãðóïïà 573Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ óñòàíîâêà:Ðèñ. 4: Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ íàáëþäåíèÿ äèôðàêöèè ÔðåíåëÿÐèñ. 5: Ñõåìà óñòàíîâêè äëÿ íàáëþäåíèÿ äèôðàêöèè Ôðàóíãîôåðà íà ùåëèÐèñ. 6: Ê ôàçîâûì ñîîòíîøåíèÿì ïðè äèôðàêöèè ÔðàóíãîôåðàÕîä ðàáîòû:1. Ïîëãîòîâèì ïðèáîðû ê èçìåðåíèÿì.À. Äèôðàêöèÿ Ôðåíåëÿ2. Ïîñòåïåííî îòîäâèãàÿ ìèêðîñêîï îò ùåëè S2 , çàìåòèì ïîëîæåíèå ìèêðîñêîïà, ïðèêîòîðîì íà ôîíå ùåëè âèäíà îäíà òåìíàÿ ïîëîñà. Ïðèáëèæàÿ ìèêðîñêîï ê ùåëè,ñíèìåì çàâèñèìîñòü êîîðäèíàòû ìèêðîñêîïà îò ÷èñëà íàáëþäàåìûõ òåìíûõ ïîëîñ.Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé çàíåñåì â òàáëèöó.3Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïî ôèçèêåÏåðâàÿ ðåäàêöèÿÏëþñíèí Ïàâåë. Ãðóïïà 5733.

Èçìåðèì øèðèíó D ùåëèìèêðîñêîïè÷åñêèé âèíò.S2, èñïîëüçóÿD = (211 ± 10)mkm4. Ñðàâíèì ðàçìåð çîí Ôðåíåëÿ ñ øèðèíîéD. Äëÿ ýòîãî ïîñòðîèì ãðàôèê çàâèñèìîñòè2zm = f (m). Ïðè ðàñ÷åòà èñïîëüçîâàëàñüÐèñ. 7: Çàâèñèìîñòü êîîðäèíàòû ìèêðî- äëèíà âîëíû çåëåíîé ëèíèè ðòóòèñêîïà îò ÷èñëà íàáëþäàåìûõ òåìíûõ ïî- λ = 546.1 ìêìëîñÁ. Äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà ùåëè5. Ïðîâåäåì ïåðâîíà÷àëüíóþ íàñòðîéêó ïðèáîðîâ äëÿ íàáëþäåíèÿ äèôðàêöèè Ôðàóíãîôåðà íà ùåëè6. Ïåðåìåùàÿ ìèêðîñêîï, ñíèìåì çíà÷åíèÿ êîîðäèíàòû Xm íåñêîëüêèõ äèôðàêöèîííûõ ìèíèìóìîâ, ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé çàíåñåì â òàáëèöó.D = 270ìêì, F2 = 15, 5ñì, λ = 546, 1íì7. Ïîñòðîèì ãðàôèê çàâèñèìîñòè êîîðäèíàòû ìèêðîñêîïà îò íîìåðà äèôðàêöèîííîãîìèíèìóìà.tan α = (31.7 ± 0.1)µmf λ8.

Èç ôîðìóëû D = tanα = 267µm2D = (267 ± 1)µm, Dmeas = 270µmÂ. Äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà äâóõ ùåëÿõ9. Îïðåäåëèì êîîðäèíàòû ñàìûõ óäàë¼ííûõ äðóã îò äðóãà ò¼ìíûõ ïîëîñ âíóòðè öåíòðàëüíîãî ìàêñèìóìà è ïðîñ÷èòàåì ÷èñëî ñâåòëûõ ïðîìåæóòêîâ ìåæäó íèìè.x1 = −9.8 äåë = −196ìêìx2 = 9.0 äåë = 180ìêìn = 6 ïîëîñìêì, F1 = 10ñì, F2 = 12.5ñì= 62.7 ± 0.4 ìêìD = 324δx =x2 −x1nìì10. Ðàññ÷èòàéòå ÷èñëî ïîëîñ âíóòðè ãëàâíîãî ìàêñèìóìà ïî ôîðìóëå (10) è ñðàâíèì ñýêñïåðèìåíòàëüíûì.d=f2 λδx= 1.09 ± 0.01ntheory =2dD= 6.734Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïî ôèçèêåÏåðâàÿ ðåäàêöèÿÏëþñíèí Ïàâåë.

Ãðóïïà 573Ðèñ. 8: Çíà÷åíèÿ êîîðäèíàòû íåñêîëüêèõ äèôðàêöèîííûõ ìèíèìóìîâ11. Ðàññ÷èòàåì øèðèíó ùåëè b0 = fdλ = 52.6ìêì, ïðè êîòîðîé èñ÷åçàþò èíòåðôåðåíöèîííûé ïîëîñû.b0 = 57.4ìêìÌû èçó÷èëè ÿâëåíèÿ äèôðàêöèè Ôðåíåëÿ è Ôðàóíãîôåðà íà ïðèìåðå òðåõóñòàíîâîê.Íà ïåðâîé óñòàíîâêå ìû ýêñïåðèìåíòàëüíî îïðåäåëèëè ðàçìåðû çîí Ôðåíåëÿ è åå çàâèñèìîñòü îò åå íîìåðà. Òàêæå, ìû óâèäåëè, ÷òî ïðè ðàñøèðåíèè ùåëè S2 , êîëè÷åñòâîðèñîê óìåíüøàëîñü.Íà âòîðîé óñòàíîâêå èçó÷àëàñü äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà ùåëè.

Ýêñïåðèìåíòàëüíîáûëà íàéäåíà øèðèíà ùåëè S2 D = (267±1)µm, íåçíà÷èòåëüíî îòëè÷àþùàÿñÿ îò íåïîñðåäñòâåííûõ èçìåðåíèé - (270 ± 1)µm. Òàêæå áûëî îòìå÷åíî, ÷òî ïðè óìåíüøåíèè øèðèíûùåëè S2 ìàñøòàá äèôðàêöèîííîé êàðòèíû óâåëè÷èâàåòñÿ.Íà òðåòüåé óñòàíîâêå íàáëþäàëàñü äèôðàêöèÿ Ôðàóíãîôåðà íà äâóõ ùåëÿõ. Ìû ñðàâíèëè ðàññ÷èòàííîå êîëè÷åñòâî ïîëîñ âíóòðè ãëàâíîãî ìàêñèìóìà 6.73 ñ ðåàëüíî íàáëþäàåìûì 6; ñðàâíèëè øèðèíó ùåëè S b0 = 52.6ìêì - ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííóþ, ñ1expÂûâîä:5Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïî ôèçèêåÏåðâàÿ ðåäàêöèÿÏëþñíèí Ïàâåë. Ãðóïïà 573íåïîñðåäñòâåííûì èçìåðåíèåì 57.4ìêì; îïðåäåëèëè ðàññòîÿíèå ìåæäó ùåëÿìè, ðàâíîåìì.(1.09 ± 0.01)6Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì ïî ôèçèêå.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лабораторной работы