To tylko jedna z 10 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
CLF I
Ćw. nr 35 – Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej i spektrometru
Wydział Fizyki P.W.
POMIAR DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI
DYFRAKCYJNEJ I SPEKTROMETRU
1. Podstawy fizyczne
Fala elektromagnetyczna są to rozchodzące się w przestrzeni periodyczne zmiany pola elektrycznego
i magnetycznego. Wektory natężenia pola elektrycznego E i indukcji magnetycznej B fali elektromagnetycznej
są do siebie prostopadłe a ich wartości proporcjonalne. Dlatego przy opisie zjawisk falowych wystarczy wybrać
jeden z nich np. E. Falę elektromagnetyczną rozchodzącą się wzdłuż osi X możemy opisać za pomocą funkcji
falowej:
E(x,t) = E sin(ωt – kx)
0
(1a)
gdzie: E jest amplitudą natężenia pola elektrycznego, argument funkcji sinus, (ωt – kx) nazywamy fazą fali,
0
ω – częstością kołową, k – liczbą falową związaną z długością fali λ zależnością :
(1b)
Jak wynika ze wzorów (1a) i (1b) przebycie przez falę drogi Δx = λ powoduje zmianę fazy fali o kąt 2π.
Ponieważ 2π jest okresem funkcji sinus to wszystkie punkty, w których fazy będą różniły się o wielokrotność
2π, będą miały takie same wartości natężenia pola elektrycznego E. Mówimy wówczas, że drgania natężenia
pola w tych punktach są zgodne w fazie.
Fala elektromagnetyczna jest falą poprzeczną, co oznacza, że wektory natężenia pola elektrycznego
i indukcji magnetycznej są zawsze prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali. W przypadku fali opisywanej
równaniem (1a) będą się one zmieniały tylko wzdłuż osi X – będą natomiast stałe w płaszczyznach YZ
prostopadłych do osi X. Wszystkie punkty na danej płaszczyźnie YZ będą miały jednakową fazę. Falę taką
nazywamy falą płaską.
Zjawisko interferencji powstaje w wyniku nałożenia się dwóch lub więcej fal w danym punkcie
przestrzeni. Obraz interferencyjny możemy zaobserwować wówczas, gdy:
1. Źródła są monochromatyczne (wysyłają fale o jednej długości fali).
2. Źródła interferujących fal są spójne (koherentne) – tzn. fale wysyłane przez te źródła zachowują stałą
w czasie różnicę faz.
1.1. Siatka dyfrakcyjna.
Obraz interferencyjny można wytworzyć za pomocą układu równoległych szczelin, który nazywamy
siatką dyfrakcyjną. Podstawowym parametrem charakteryzującym siatkę dyfrakcyjną jest odległość między
szczelinami d. Oświetlenie siatki dyfrakcyjnej równoległą wiązką światła powoduje powstanie na ekranie
umieszczonym za siatką obrazu interferencyjnego w postaci prążków przedstawionych na rysunku 1a. Obraz
jest dobrze widoczny, jeśli są spełnione podane wyżej warunki oraz gdy stała siatki jest porównywalna z
długością fali świetlnej. Dla zakresu światła widzialnego o długości z zakresu od 400 do 700 nm odległość
Tylko do użytku wewnętrznego.
CLF I
Ćw. nr 35 – Pomiar długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej i spektrometru
Wydział Fizyki P.W.
między szczelinami powinna wynosić około 1 μm. Oznacza to, że wiązka światła o szerokości 2 mm oświetla
2000 szczelin.
Opis powstania takiego obrazu na ekranie należy rozpocząć od przypomnienia
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)