Badanie zjawisk dyfrakcji i interferencji światła

Informacje do doświadczenia

• Numer stanowiska w pracowni: 323 (sala 221).
• Doświadczenie wykonać na podstawie opisu zawartego w skrypcie [2].
• Doświadczenie wykonać na podstawie opisu (pobierz instrukcję).
• Film instruktażowy jest dostępny na stronie (www).
• Długość fali lasera wynosi λ = 650 nm.
• Regulacji natężenia światła dokonuje się skręcając polaryzator znajdujący się na końcu lasera.
• Na stanowisku pomiarowym znajdują się trzy ramki zawierające: układ siedmiu pojedynczych szczelin o szerokościach 30/40/60/80/100/150/200 μm, układ trzech podwójnych szczelin oraz układ 2, 3, 4, 5 i 40 szczelin.

Przebieg doświadczenia

1. Uruchomić komputer, laser oraz zasilanie interfejsów pomiarowych.
2. Włączyć program Science Workshop i otworzyć plik o nazwie interfer.sws.
3. Sprawdzić, czy promień lasera pada na detektor światła. W razie potrzeby skorygować jego położenie.
4. Ustawić w torze światła ramkę z pojedynczymi szczelinami. Dokonać pomiaru odległości y pomiędzy płaszczyzną czujnika światła a szczeliną.
5. Za pomocą pokrętła ustawić najszerszą szczelinę w promieniu lasera.
6. Przesunąć czujnik światła na koniec zakresu (na skraj uzyskanego obrazu dyfrakcyjnego).
7. W programie włączyć rejestrację sygnału i przesunąć czujnik światła jednostajnym, powolnym (mniej niż 0,5 mm/s) ruchem na drugi kraniec obrazu dyfrakcyjnego.
8. Zakończyć rejestrację w programie komputerowym. W razie konieczności powtórzyć pomiar przy innym natężeniu światła i obrocie polaryzatora. Odczytać z wykresów położenia osłabień dyfrakcyjnych x_Pn oraz x_Ln odpowiednich rzędów n.
9. Powtórzyć pomiar dla dwóch kolejnych szczelin.
10. Na statywie ustawić ramkę z trzema podwójnymi szczelinami. Dokonać pomiaru odległości y pomiędzy czujnikiem a ramką.
11. Zarejestrować obrazy interferencyjne dla dwóch wybranych par szczelin.
12. Wyznaczyć położenie otrzymanych wzmocnień interferencyjnych x_Pn oraz x_Ln odpowiednich rzędów n.
13. Na statywie umieścić ramkę z 2, 3, 4, 5 i 40 szczelinami. Zarejestrować i porównać obraz uzyskany dla 2 i 5 szczelin.

Opracowanie wyników

1. Wyznaczyć wartości szerokości szczelin odpowiadające uzyskanym rzędom osłabień.
2. Dla każdej szczeliny wyznaczyć średnią arytmetyczną z obliczonych wartości oraz ich niepewność. Przedstawić ostateczne wyniki.
3. Z pomiaru dla podwójnych szczelin wyznaczyć odległości między nimi dla otrzymanych rzędów wzmocnień. Obliczyć ich średnią wraz z niepewnością.
4. Przedstawić ostateczne postaci wyników.
5. Zapisać wnioski.