Sprawdzanie działania interferometru - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 70
Wyświetleń: 1652
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Sprawdzanie działania interferometru - omówienie - strona 1 Sprawdzanie działania interferometru - omówienie - strona 2 Sprawdzanie działania interferometru - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

  1 Ćwiczenie.54  Sprawdzanie działania interferometru Michelsona.  Wyznaczanie długości fali światła lasera półprzewodnikowego  I. Zagadnienia do samodzielnego opracowania  1.  Fale świetlne, foton.  2.  Zjawisko interferencji, spójność fal świetlnych.  3.  Zasada działania lasera.  4.  Budowa interferometru Michelsona.  II. Wprowadzenie  Światło emitowane przez źródła naturalne jak gwiazdy, rozgrzane ciała stałe, oraz  źródła sztuczne z wyjątkiem laserów, stanowi zawsze strumień fotonów poruszających  się niezależnie od siebie. Fazy, częstotliwość, kierunki rozchodzenia się i kierunki  polaryzacji poszczególnych fotonów są przypadkowe i zupełnie niezależne od tych  parametrów charakteryzujących inne fotony. Światło takie nazywa się  światłem  niespójnym. Jednakże  światło jest falą i jako fala pozwala na obserwację zjawiska  interferencji, chociaż interferencja dwóch niespójnych wiązek światła jest niemożliwa.  Interferować mogą jedynie fale spójne.   Jedynym  źródłem  światła dającym  światło spójne nawet o bardzo dużym  natężeniu jest laser. Aby zrozumieć zasadę działania lasera trzeba poznać podstawowe  zjawiska dotyczące emisji i absorpcji światła przez atomy.  Absorpcja fotonu padającego na atom  W wyniku pochłonięcia energii niesionej przez foton jeden z elektronów w atomie  może przeskoczyć na wyższy poziom energetyczny. Atom przechodzi z niższego stanu  energetycznego  1 E  do wyższego  2 E . Warunkiem zajścia tego zjawiska jest, aby  energia fotonu była odpowiednio „dopasowana” do układu poziomów energetycznych  atomu tzn.:  1 2 E E f h − =   gdzie:  h  – stała Plancka ( s J 10 626 , 6 34 ⋅ ⋅ = − h ),  f  – częstotliwość fali świetlnej.  Zjawisko to można przedstawić schematycznie w następujący sposób:  atom  w stanie  E 1 atom  w stanie  E E 2 1   h  f   Emisja spontaniczna  Atom wzbudzony po pewnym czasie (od  s 10 ~ 8 −  do  s 10 3 − ) emituje foton   hf  :  h  f   Emisja wymuszona  Jeśli na atom wzbudzony padnie foton spełniający warunek energetyczny  zasygnalizowany w punkcie 1, to może zainicjować emisję fotonu przez atom:    2 h  f h  f h  f   Dwa fotony, które poruszają się dalej w wyniku tego zjawiska, posiadają taką  samą fazę, częstotliwość, kierunek propagacji i polaryzację. Fotony takie będą  stanowiły wiązkę światła spójnego. Wiązka światła będzie miała tym większe natężenie  im więcej takich fotonów uda się uzyskać.  Mechanizm działania lasera  W zbiorze atomów będących w równowadze termodynamicznej ilość atomów w  wyższym stanie energetycznym jest zawsze mniejsza od ilości atomów w niższym  ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz