To tylko jedna z 7 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Temat: Badanie promieniowania laserowego 1 Wstęp teoretyczny Zgodnie z mechaniką kwantową stan stacjonarny atomu, jeśli nie ma zewnętrznych przyczyn zmieniających jego energię, może trwać dowolnie długo. Atom znajdujący się w stanie wzbudzonym samorzutnie przechodzi do stanu podstawowego. w trakcie tego procesu jest emitowane światło. Zjawisko promieniowania, gdy nie istnieją zewnętrzne przyczyny zmiany energii atomu, nazywane jest promieniowaniem samorzutnym lub spontanicznym. Każdy atom emituje niezależnie i w wynik tego otrzymujemy światło niespójne, tzn. takie, w którym fazy drgań są dowolne. Liczba dN atomów, które przejdą w czasie od t do t + dt ze stanu n do stanu m, jest proporcjonalna do: prawdopodobieństwa Anm przejścia spontanicznego, długości przedziału czasu dt, liczby atomów Nn znajdujących się w stanie energetycznym En: − = dN A N dt nm n * * Po scałkowaniu otrzymamy: N N A t n no nm = − * exp( * ) gdzie Nn0 to liczba atomów na poziomie n w momencie początkowym t = 0 2 Ćwiczenie 1 Wyznaczanie grubości szczeliny za pomocą lasera Użyte przyrządy - laser - nieznanej grubości szczelina - miarka - ekran - do obliczeń użyto programu Mathcad Ćwiczenie 1 polegało na wykorzystaniu zjawiska dyfrakcji światła na szczelinie o szerokości d nieco większej niż długość fali świetlnej. Obserwuje się na ekranie obraz w postaci szeregu prążków o malejącym natężeniu. Minima dyfrakcyjne uzyskuje się dla kierunków wąski ugiętej pod kątem α spełniającym zależność: d n * sin * α λ = L - odległość szpary od ekranu d - szerokość szpary Xn - odległość pomiędzy max. dyfrakcyjnym a n-tym minimum Zestawienie wyników z lewej od max. z prawej od max. obliczone szerokości L X1 X2 X1 X2 d [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] [m]*10-4 980 2 5 2 6 3.09 2.47 3.09 2.06 2491 8 15 8 15 1.96 2.09 1.96 2.09 2962 8 17 9 17 2.33 2.19 2.07 2.19 3480 10 20 10 18 2.19 2.19 2.19 2.436 Wartość średnią obliczono z zależności: d d n sr n = ∑ dśr = 2.281*10-4 [m] Sposób obliczania: (przyjęto λ = 630 [nm]) X n 2 L 980 n 1 λ . 630 10 9 A tan X n L = A 0.002040819 α
(…)
…-tego widma interferencyjnego od maximum
L - odległość siatki dyfrakcyjnej od ekranu
α - kąt padania wiązki światła na ekran
Zestawienie wyników
L
X1
X2
[mm]
[mm]
[mm]
415
55
113
456
600
123
490
66
133
530
71
145
555
75
152
605
82
165
Wartość średnią obliczono z zależności:
d sr =
∑
d
[m]*10-6
4.77
4.8
4.69
4.72
4.68
4.66
d
n
n
dśr = 4.70(3)*10-6 [m]
Sposób obliczania: (przyjęto λ = 630 [nm])
Xn
55
L
415
n
1…
…
1.962. x) . 2
2.281. x
sr
( sr
2
2.092. x) . 2
( sr
S d = 8.6 10
sr = 2.281 10
2
2.333. x)
( sr
2
2.073. x)
4
( sr
2
2.195. x) . 2
6
Otrzymany wynik
d = (2.28 ± 0.086)*10 -4 [m]
3
Ćwiczenie 2
Wyznaczanie stałej „d” siatki dyfrakcyjnej
Użyte przyrządy
-
laser
siatka dyfrakcyjna (wg. producenta 200 rys/mm)
miarka
ekran
do obliczeń użyto programu Mathcad
( sr
2
2.192. x) . 2
( sr
2
2.436. x)
( sr
2
2.192…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)