To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Pomiar długości fal elektromagnetycznych metodami interferencyjnymi.
Cel doświadczenia:
Celem naszego doświadczenia było zmierzenie długości fali elektromagnetycznej za pomocą interferometru Michelsona z laserem, interferometru Michelsona z ultradźwiękami, interferometru Michelsona z mikrofalami i interferometru Fabry - Perota mikrofal. Wstęp teoretyczny:
Fale to zaburzenia ośrodka (materialnego, lub po prostu pola np. elekromagnetycznego), które charakteryzuje określona długość i częstotliwość. Wielkości te są ze sobą powiązane według wzoru:
,
gdzie Prędkość światła w próżni (i w powietrzu właściwie również) wynosi około 3·108 . Ale wzór stosuje się do wszystkich rodzajów fal, nie tylko elektromagnetycznych i dźwiękowych.
Podczas doświadczenia badałyśmy długość fali za pomocą metod interferencyjnych. Interferencja jest zjawiskiem polegającym na nakładaniu się fal, czego skutkiem jest wygaszenie lub wzmocnienie fali. Dwie fale, które się spotkają, zawsze interferują ze sobą. Jednak najciekawsze efekty obserwuje się gdy fale mają te same częstotliwości i są spójne - czyli różnica faz w czasie jest stała. Wtedy natężenie fali wyraża się wzorem: cosΦ, gdzie I to natężenie fali wypadkowej, natężenia fal składowych, a Φ to kąt przesunięcia fazowego. Φ= ∆, gdzie ∆ to różnica dróg optycznych. Czyli w miejscach, gdzie fale `się zgadzają', następuje czterokrotne wzmocnienie bo cos0=1, a w miejscach, gdzie są przesunięte o pół długości jest całkowite wygaszenie, bo : cosΠ= 2 , co zgadza się z intuicją. Zależność, jaką posłużyłyśmy się w naszym doświadczeniu, jest fakt, że przy przesuwaniu zwierciadła, od którego fala się dobija od jednego maksimum do drugiego, wyznaczamy połowę długości fali. Na rysunku widać, że po przesunięciu zwierciadła o pół długości fala się wzmacnia. Stąd we wzorach będzie pojawiała się dwójka
Im dłuższa jest fala, tym łatwiej nam zaobserwować zjawiska falowe. W zależności od długości, fale elektromagnetyczne dzielimy na:
Nazwa Fali:
Przedział długości:
Fale radiowe
od cm do setek km
Mikrofale
od mm do cm
Podczerwień
od 780 nm do mm
Światło widzialne
od 380 nm do 780 nm
Ultrafiolet
od nm do 380 nm
Promieniowanie rentgenowskie (X)
od pm do nm
Promieniowanie gamma
od setek am do pm
A dźwiękowe:
Nazwa Fali:
Przedział częstotliwości:
infradźwięki
poniżej 16 Hz
(…)
… elektromagnetyczna wyraża się wzorem:
, gdzie h - stała Plancka, …
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)