Πώς υπολογίζετε το πείραμα μήκους κύματος στο δακτύλιο;

Πιθανότατα αναφέρεστε στο πείραμα διπλής σχισμής Young , το οποίο συχνά αποδεικνύεται με ένα δακτυλιοειδές άνοιγμα, μερικές φορές ονομάζεται Πλάκα ζώνης Fresnel . Δείτε πώς υπολογίζετε το μήκος κύματος σε αυτή τη ρύθμιση:

Κατανόηση του πειράματος

* Πηγή φωτός: Χρησιμοποιείται μια συνεκτική πηγή φωτός, όπως ένα λέιζερ.

* Apperture: Ένα μόνο δαχτυλίδι ή μια σειρά δαχτυλιδιών κόβεται σε ένα αδιαφανές υλικό. Αυτό λειτουργεί ως διαθλαστικό στοιχείο.

* Πρότυπο παρεμβολής: Όταν το φως διέρχεται από το δακτύλιο, δημιουργεί ένα μοτίβο παρεμβολής σε μια οθόνη πίσω. Αυτό το μοτίβο αποτελείται από φωτεινά και σκοτεινά δαχτυλίδια (ή ζώνες) που προκαλούνται από εποικοδομητικές και καταστροφικές παρεμβολές.

Υπολογισμοί

1. Μετρήστε την απόσταση από την οθόνη: Μετρήστε την απόσταση (L) μεταξύ του διαφράγματος του δακτυλίου και της οθόνης όπου παρατηρείται το πρότυπο παρεμβολής.

2. Μετρήστε την ακτίνα των φωτεινών δακτυλίων: Προσδιορίστε το κέντρο του σχεδίου και μετρήστε τις ακτίνες (R) των φωτεινών δακτυλίων.

3. Προσδιορίστε τον αριθμό δακτυλίου: Κάθε φωτεινός δακτύλιος αντιστοιχεί σε μια συγκεκριμένη σειρά (n) της παρεμβολής. Το κεντρικό φωτεινό σημείο είναι n =0, ο πρώτος φωτεινός δακτύλιος είναι n =1, και ούτω καθεξής.

4. Χρησιμοποιήστε τον τύπο: Η ακόλουθη εξίσωση σχετίζεται με το μήκος κύματος (λ) με τις μετρούμενες ποσότητες:

λ =(r^2 / (n * l))

* λ: Μήκος κύματος του φωτός σε μέτρα (m)

* r: Ακτίνα του φωτεινού δακτυλίου σε μέτρα (m)

* n: Τάξη του φωτεινού δακτυλίου (ακέραιος)

* l: Απόσταση μεταξύ του ανοίγματος και της οθόνης σε μέτρα (m)

Παράδειγμα:

Ας πούμε ότι μετράτε τα εξής:

* l =1,5 μέτρα

* r (για n =1) =0,01 μέτρα

* n =1

Στη συνέχεια, το μήκος κύματος θα ήταν:

λ =(0,01^2 / (1 * 1,5)) =6,67 x 10^-5 μέτρα =66,7 μικρομετρικά

Σημαντικές σημειώσεις:

* Ακρίβεια: Η ακρίβεια του υπολογισμού του μήκους κύματος εξαρτάται από την ακρίβεια των μετρήσεων σας.

* Πολλαπλοί δακτύλιοι: Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τις ακτίνες διαφορετικών φωτεινών δακτυλίων (με τις αντίστοιχες παραγγελίες τους) για να λάβετε πολλαπλές μετρήσεις του μήκους κύματος και να υπολογίσετε έναν μέσο όρο. Αυτό βελτιώνει την ακρίβεια.

* Περίληψη μικρής γωνίας: Αυτός ο τύπος λειτουργεί καλύτερα όταν η γωνία μεταξύ του κεντρικού άξονα και του φωτεινού δακτυλίου είναι μικρή. Εάν τα δαχτυλίδια είναι πολύ μεγάλα ή η οθόνη είναι πολύ κοντά, αυτή η προσέγγιση μπορεί να μην είναι ακριβής.

Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να δοκιμάσετε ένα παράδειγμα υπολογισμού με διαφορετικές τιμές!