dışbükey tarafı olan düz bir cam plaka üzerine yerleştirilir. Aralarında kalınlığı merkezden kenarlara doğru artan bir hava boşluğu oluşur (Şekil 1).
Eğer merceğe tek renkli bir ışık düşerse |
||||
ışık, daha sonra üstten yansıyan dalgalar ve |
||||
bu hava boşluğunun alt sınırı, |
||||
birbirine müdahale edecek ve fark |
||||
aralarındaki vuruş kalınlığa bağlı olacaktır |
||||
bu yerde hava boşluğu var. | ||||
Yansıtılan | ||||
şu resim görülüyor: ortada – |
||||
dönüşümlü olarak çevrelenen karanlık nokta |
||||
eşmerkezli ışık ve | ||||
parazit yapmak | yüzükler | azalan |
||
kalınlık. İletilen ışıkta resim tam tersi olacaktır: merkezdeki nokta açık olacak ve tüm açık halkaların yerini koyu halkalar alacaktır ve bunun tersi de geçerlidir. Akkor lambalar gibi geleneksel ışık kaynaklarını kullanırken girişim deseninin boyutu genellikle küçüktür (r< 10-3 м), поскольку с увеличением толщины воздушной прослойки ее контрастность падает. Поэтому для обычных источников света при наблюдении используют микроскоп. Это связано с низкой когерентностью обычных источников. Использование лазера позволяет проецировать интерференционную картину на стену и измерять радиусы колец обычной линейкой.
Bu çalışmada yansıyan ışıkta gözlemler yapılmıştır. Merkezi nokta sıfır olarak kabul edilir ve koyu ve açık halkalar ayrı ayrı numaralandırılır. Böylece 1., 2., ... m'inci koyu halkalara ve 1., 2., ... m'inci açık halkalara sahibiz.
Hava boşluğunun üst ve alt yüzeylerinden yansıyan dalgalar arasında, yani I ve II ışınları arasında girişim meydana gelir (Şekil 1).
Bu ışınların optik yol farkı δ m hava boşluğundan kaynaklanmaktadır
burada havanın mutlak kırılma indisi birliğe eşit alınır ve λ /2 terimi, optik olarak daha yoğun bir ortamdan yansıma üzerine π kadar faz kaymasından kaynaklanır (Şekil 1'de L noktasındaki ışın I). Işık ışınlarının merceğin yüzeyine gelme açısının küçük olduğunu ve karşılık gelen üçgenlerin benzerliğinden şu sonucu çıkarabiliriz: r m /R =δ m /r m. Bundan r m = R δ m olduğunu görüyoruz.
Son eşitlik, ilişki (3) ve koşullar (1), (2)'den, yansıyan ışıktaki m'inci ışık (rm ışık) ve m'inci karanlık (rm) Newton halkalarının yarıçaplarının eşit olduğu sonucu çıkar:
(m - k) λ
- r k 2
burada m zil numarasıdır.
M'inci ve k'inci koyu halkalar için formül (5)'i art arda yazarak, plano-dışbükey bir merceğin eğrilik yarıçapı için bir ifade bulabiliriz:
R = m , (m− k)λ
burada λ monokromatik ışığın dalga boyudur.
Hesaplamayı formül (6)'ya aşağıdaki formu vererek yapmak daha uygundur:
R = (rm + rk) (rm - rk).
3) Üzerine optik elemanlı değerlendiricilerin takıldığı optik ray.
Gözlem ekranı | Optik | oluşan | ||||||
plano-dışbükey | ||||||||
bardak | kayıtları. | |||||||
sistem 2 rakamıyla gösterilir. Lens ve plaka, boşluğun boyutunu ve lens ile plaka arasındaki temas noktasının konumunu değiştirmenize olanak tanıyan bir ayar çerçevesine monte edilmiştir. Ayar çerçevesi değerlendirici tutucusuna sabitlenmiştir.
DİKKAT
1) Kurulum şunları içerir: Güç kaynağı 1000 Volt'un üzerinde bir voltaj üreten helyum-neon lazer LG-128, bu nedenle çalışma sırasında elektriksel güvenlik kurallarına uymak gerekir.
2) Lazer radyasyon yoğunluğu 5 miliwatt'ı geçmez, bu nedenle bu lazerin eğitim tesislerinde kullanılması onaylanmıştır. Ancak lazer ışınının gözle doğrudan temas etmemesi gerekmektedir.
3) Optik sistemin doğru kurulumuyla (ayarlama) halkaların yüksek kaliteli görüntüsü elde edilir. Optik sistemin hizalanması bir uzman tarafından gerçekleştirilebilecek karmaşık bir işlemdir. Bu nedenle görüntü yoksa kendiniz almaya çalışmamalısınız. En ufak bir değişiklik
optik elemanlar yanlış hizalamaya neden olur, bu nedenle iş yaparken optik elemanların bulunduğu masanın üzerine yabancı nesneler koymayın.
4) Laboratuvar çalışması yapıldıktan ve öğretmen deneysel verileri kontrol ettikten sonra, kurulumu orijinal haliyle görevdeki laboratuvar asistanına teslim etmek gerekir.
İŞİN YAPILMASI İÇİN PROSEDÜR
1) Masa lambasının ve lazerin kablolarını elektrik şebekesine bağlayın. Ardından cihaz gövdesindeki geçiş anahtarını kullanarak açın LG-128.
2) Işın genişleticiden gelen lazer ışını, uygun şekilde yapılandırıldığında, mercek ve düz plaka sistemine çarpar ve ondan yansıdıktan sonra karşı duvardaki halkaların görüntüsünü verir. Işınların yolunu, mercekten önce ve sonra ışınların yoluna art arda bir sayfa yerleştirerek, ardından ortaya çıkan görüntüyü düşünün.
3) Bir parça kağıt yapıştırın ve halkaların resmini çizin (tercihen bir kalemle). Ortaya çıkan görüntü yeterli sayıda zil içermeli, zil sayısı ve sayısı öğretmen tarafından belirtilir.
4) Formül (3)'ten görülebileceği gibi, girişim halkalarının deseni çok hassastır.
– ışık dalga boyunun kesirleriyle hava boşluğundaki değişiklikle belirlenir
(λ = 0,6328 µm). Yöntemin yüksek hassasiyeti ve plakanın aslında her zaman meydana gelen küçük deformasyonları nedeniyle halkalar bir miktar eliptik yapıya sahiptir. Bu nedenle, yarıçapın belirlenmesindeki hatayı azaltmak için halkanın çapı, Şekil 2'de gösterildiği gibi karşılıklı olarak iki dik yönde ölçülmelidir. 3. Daha sonra basit aritmetik ortalama gerçekleştirilir:
DM ortalaması= | D yatay + D dikey | |||
D ufuk D.
5) İki Newton halkasının ortalama yarıçapı belirlendikten sonra ortalama eğrilik yarıçapı R hesaplanır. ortalama formül (7)'ye göre lensler.
6) Bu yöntemin hatası, formüllerin (4)– ne kadar uygulanabilir olduğuna göre belirlenir.
(7). Bu yöntem plakanın tamamen düz olduğunu varsayar. Plaka tamamen düz değilse, bu durum halkaların eliptik olmasına yol açar. Bu yöntemin bağıl hatası eliptiklik değeri olarak tahmin edilebilir.
Dhorm .− Dvertm . | |||
Ortalama. |
|||
o zaman eğrilik yarıçapının belirlenmesinde mutlak hata R = ε R. Son giriş şöyle görünmelidir:
R = Ravg ± R.
TEST SORULARI
R şu şekilde tahmin edilebilir:
1) Işığın girişimine ne denir?
2) Hangi dalgalara tutarlı denir?
3) Işınların optik yol farkına ne denir?
4) Hangi ortama optik olarak daha yoğun denir?
5) Optik olarak daha yoğun bir ortamdan yansıtıldığında faz kayması nedir?
6) Dielektrik filmlerin kalınlığını belirlemek için girişim yöntemi neye dayanmaktadır?
7) Girişim ölçüm yöntemlerinin yüksek hassasiyetini gerekçelendirin.
46 No'lu LABORATUVAR ÇALIŞMASI
Kırınım ızgarası kullanarak ışığın dalga boyunun ölçülmesi
Çalışmanın amacı: kırınım yasalarını incelemek.
TEORİK BİLGİLER
Kırınım ızgarası genellikle üzerine bir bölme makinesi kullanılarak tam olarak eşit aralıklarla paralel çizgilerin uygulandığı bir cam plakadır. Hasar görmemiş alanlar, ışığa karşı şeffaf olan çok dar kırınım yarıklarıdır. Bunlar, ışığa engel olan aynı opak boşluklarla ayrılırlar. Şu anda üretilen en iyi kırınım ızgaraları 1 mm başına 1700'e kadar çizgiye sahiptir.
Kırınım, ışığın dar yarıklardan veya deliklerden geçerken doğrusal yayılımdan dolayı bükülmesi olgusudur. Dalga boyu λ olan ışığın kırınım ızgarasının üzerine normal şekilde düşmesine izin verin (Şekil 1). Kırınım, yarık genişliği λ ile karşılaştırılabilir olduğunda meydana gelir. Izgara yuvası için bu koşul sağlandığı için her birinde
Izgara yarıklarından ışık ışınları düz çizgi yayılımından sapacaktır. Kırınım olgusu, bir dalganın ulaştığı her noktanın ikincil dalgaların kaynağı olarak hizmet ettiğini ve bu dalgaların zarfının, dalga cephesinin zamanın belirli bir noktasındaki konumunu verdiği Huygens ilkesi kullanılarak açıklanmaktadır. Normal olarak ekrandaki bir deliğe gelen bir düzlem dalga olayını ele alalım (Şekil 2). A ve B noktaları gibi deliğin veya deliğin kenarındaki herhangi bir nokta, ikincil dalgaların kaynağı olarak hizmet eder. Belirli bir an için ikincil dalgaların zarfını oluşturduktan sonra (yay CD), dalga cephesinin deliğin kenarlarının ötesine uzandığını görüyoruz. Kırınım, dalga süreçlerinin karakteristiğidir ve ışığın dalga doğasını doğrular. Ancak Huygens ilkesi kırınım maksimumunun varlığını açıklayamaz. Fresnel, Huygens ilkesini ikincil dalgaların girişimi fikriyle tamamladı. Huygens-Fresnel ilkesine göre, her yarık ikincil ışık dalgalarının kaynağıdır; bunların genlikleri uzayın bir noktasında (ekranda) toplanacak ve ışınların yollarındaki farklılığa bağlı olarak güçlenecek veya birbirini zayıflatır. Işık dalgalarının girişimi meydana gelir. Girişim genellikle gözlem noktası sonsuzda olduğunda veya ızgara boyutuna kıyasla yeterince uzak bir mesafede olduğunda gözlemlenir. Bu durumda, her yarık için gözlemin yapıldığı yön, ızgaranın normali ile ışınların yönü arasındaki φ açısı ile belirlenir. Girişim desenini daha yakın mesafeden gözlemlemek için tüm paralel ışınlar bir mercek kullanılarak ekrana odaklanır (Şekil 1).
Normalde ızgaraya gelen bir ışık dalgası, aynı fazdaki her yarık için salınımları harekete geçirir. Her yarıktan yayılan ikincil ışınlar belirli bir φ açısına yönlendirilirse, o zaman farklı yarıklar için bu tür ışınların her biri ekrana farklı bir mesafe kat edecek, yani ışınlar farklı yol farklılıklarına sahip olacak ve girişimde bulunacaktır.
φ = 0 olsun, bu durumda tüm ışınlar gözlem noktasına aynı fazda varacak ve ışınların genlikleri toplanacaktır. Bu doğrultuda ekranda maksimum ışık var. φ açısı arttıkça ışınlar arasında bir yol farkı ortaya çıkar, ışınlar ekrandaki bir noktaya farklı bir fazda ulaşır ve ışınların genlikleri toplanarak önemli ölçüde daha düşük veya hatta sıfır ışık yoğunluğu yaratacaktır. verilen nokta. Fakat
Tüm ışınların ekrandaki ilgili noktaya aynı fazda ulaşacağı ve maksimum ışık yoğunluğunu vereceği φ açısının birkaç değeri daha vardır. Bunu yapmak için, komşu yarıkların ışınlarının yollarındaki farkın n·λ'ya (girişim için maksimum koşul) eşit olması gerekir; burada n = 0, ±1, ±2, ...
Şek. Şekil 1'de bitişik kirişler 1 ve 2 arasındaki yol farkının olduğu görülebilir.
δ = d sinφ, (1)
burada d yuvaların merkezleri arasındaki mesafedir. Daha sonra duruma göre belirlenen yönler için ekrandaki ışığın maksimum yoğunluğu gözlemlenecektir.
Koşulu (1) karşılayan maksimumlara temel denir (Şekil 2). Ana maksimumlara ek olarak, çeşitli yarıklardan gönderilen ışığın söndürüldüğü (karşılıklı olarak yok edildiği) olası yönler de vardır.
Duruma göre belirlenen yönler için ekrandaki minimum ışık yoğunluğu gözlemlenecektir.
burada n = 1, 2, …, N – 1, N + 1, …, 2 N – 1, 2 N + 1, …, N – kırınım ızgarasının çizgi sayısı.
(2)'den, iki ana maksimum arasında, ikincil maksimumlarla ayrılmış (N-1) ek minimumların olduğu sonucu çıkar (Şekil 3). Bu maksimumların yoğunluğu ana maksimumların yoğunluğundan çok daha azdır, dolayısıyla genellikle gözlemlenmezler.
Ekranda kırınım deseni en parlak merkez çizgiden (n=0) ve simetrik olarak yerleştirilmiş birinci dereceden (n=1), ikinci dereceden (n=2) vb. iki maksimumdan oluşur (Şekil 3). Bu maksimumlar yalnızca belirli bir λ değerine sahip monokromatik ışık için elde edilir. Kırınım ızgarasını beyaz ışıkla aydınlatırsanız, formül (1)'e göre karşılık gelen her dalga boyu λ, φ açısının belirli bir değerine karşılık gelecektir. Bu yüzden ekran hafif
bantlar karanlık boşluklarla ayrılmış spektrumlara gerilir. Bunun istisnası, formül (1)'e göre n = 0'da herhangi bir renkteki ışınların φ = 0 açısal yönüne sahip olduğu ve bu nedenle bir spektruma ayrıştırılmayacağı maksimum sıfır olacaktır.
KURULUM AÇIKLAMASI
Kırınım ızgarası 1 özel bir tutucuya monte edilmiştir (Şek. 4). Işık kaynağı (ampul), genişliği sorunsuz bir şekilde değiştirilebilen yarığı (3) aydınlatır. Aydınlatılmış yarığa bir kırınım ızgarasından bakarsanız, kırınım spektrumları yarık görüntüsünün sağında ve solunda görülebilir. Spektrumun belirli bir çizgisinin S miktarı kadar kaydırıldığını ve ölçüm ölçeği 4 ile kırınım ızgarası arasındaki mesafenin l'ye eşit olduğunu varsayalım.
ten rengi ϕ =S | |||||||
φ açısı küçük olduğundan, tanφ yeterli bir doğruluk derecesi ile sin φ'ye eşittir. Karşılaştırma |
|||||||
formül (2) ile son ifadeyi elde ederiz | |||||||
günahϕ = | |||||||
λ = | |||||||
burada S, ölçeğin merkezi ile belirli bir spektrum çizgisinin merkezi arasındaki mesafedir: d = 10-5 m – kırınım ızgarası sabiti l = 0,55 m; n – spektrum sırası.
İŞİN YAPILMASI İÇİN PROSEDÜR
1) Ampulü açın. Bir kırınım ızgarasından yarığı gözlemleyerek ve ampulün konumunu seçerek birinci ve ikinci derece spektrumların en parlak görüntüsü elde edilir.
2) Sağ ve soldaki birinci dereceden spektrumlar için kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, camgöbeği, çivit mavisi, menekşe renginin ortalama konumunu 4'lü bir ölçekte ölçün.
yuvaları açın ve her renk için sonucun ortalamasını alın. Aynı işlemi 2. sipariş için de yapın. Ölçüm sonuçlarını tabloya girin.
3) Formül (3)'ü kullanarak, birinci ve ikinci dereceden spektrumdaki her rengin dalga boyunu hesaplayın. Daha sonra her renk için ortalama λ değerini bulun. Hesaplama sonuçlarını tabloya girin.
Çizgiye olan mesafe, cm | Dalga boyu λ, µm |
||||||||||||
Çizgi rengi | 1. sıra | 2. sıra | 1. sıra | 2. sıra | |||||||||
Turuncu | |||||||||||||
Menekşe | |||||||||||||
TEST SORULARI
1) Bir kırınım ızgarasından sonra ışık ışınlarının yoğunluğu açılar arasında nasıl dağılır ve neden?
2) Kırınım olgusu nedir?
3) Işık kırınımı hangi koşullar altında gözlemlenir?
4) Kırınım spektrumundaki renklerin sırası nedir?
5) Beyaz ışık için sıfır maksimumun rengi nedir?
6) Ana maksimum yönünde her yarıktan gelen bitişik ışınlar arasındaki yol farkı nedir?
7) Ana maksimumun yoğunluğu neden ekrandaki diğer noktaların yoğunluğundan çok daha fazla?
8) Kırınım ızgarasının yarıklarından gelen ışınların yolunda neden bir farklılık oluşuyor?
9) Kırınım ızgarası neden beyaz ışığı bir spektruma bölüyor?
48 ve 48a Sayılı LABORATUVAR ÇALIŞMALARI
Bir fotoselin akım-gerilim, lüks-amper ve spektral özelliklerinin ölçülmesi ve elektron iş fonksiyonunun belirlenmesi
Çalışmanın amacı: fotoelektrik etkinin yasalarını ve buna dayalı cihazları incelemek.
TEORİK BİLGİLER
Dış fotoelektrik etki ve yasaları. Dış fotoelektrik etki, elektromanyetik radyasyonun (ışık, x-ışınları, gama ışınları) etkisi altındaki bir madde tarafından elektron emisyonu olgusudur. Fotoelektrik etki 1887 yılında G. Hertz tarafından keşfedilmiştir. Fotoelektrik etkinin ilk temel çalışmaları Rus bilim adamı A.G. 1888-1889'da Stoletov. Fotoelektrik etki, Şekil 2'de şematik olarak gösterilen kurulumda gözlemlenebilir. 1, burada hν ışığı, Kv - kuvars pencereyi, V - voltmetreyi, G - mikroampermetreyi, P - potansiyometreyi belirtir
Havanın dışarı pompalandığı bir silindire iki elektrot (katot K ve anot A) yerleştirilir. Elektrotlar güç kaynağına, bir potansiyometre kullanarak yalnızca değeri değil, aynı zamanda onlara sağlanan voltajın işaretini de değiştirebileceğiniz şekilde bağlanır. Işık, Kv kuvars penceresinden katot üzerine düşer. Fotoelektrik etki nedeniyle katot K tarafından yayılan elektronlar, elektrik alanının etkisi altında anot A'ya doğru hareket eder. Sonuç olarak
V devreye bir mikroampermetre ile ölçülen bir fotoakım akacaktır G .
İLE artan voltaj U fotoakım gücü I başlangıçta orantılı olarak artar ve belirli bir gerilime ulaşıldığında U = U hızlanır. akım doygunluğa ulaşır. (Şekil 2).
burada n, katot tarafından saniyede yayılan elektronların sayısıdır.
Fotoakımı daha da arttırmak için katot üzerine gelen ışık akısı F'yi arttırmak gerekir:
Ф = Q | ||
burada Q ışık enerjisidir, t zamandır.
Doygunluk fotoakımının gücü, gelen ışık akısı ile orantılıdır (aydınlatmayla orantılı):
ben biziz. =α ·Ф, (3)
burada α orantılılık katsayısıdır.
Buna karşılık, aydınlatma E, ışık akısı ile orantılıdır, bu nedenle fotoakım I'in değeri, ışık kaynağından katoda olan mesafenin karesiyle ters orantılıdır, yani:
burada E 1 , E 2 – katodun aydınlatılması;
ben 1 , ben 2 bu aydınlıklara karşılık gelen doygunluk fotoakım değerleridir; r 1 , r2 ışık kaynağından katoda olan mesafelerdir.
Denklem (4)'ten şunu elde ederiz:
yani doygunluk fotoakımının büyüklüğü, ışık kaynağından fotosele olan mesafenin karesiyle ters orantılıdır. Akım-gerilim karakteristiğinden U = 0'da foto akımın kaybolmayacağı sonucu çıkar. Sonuç olarak, ışıkla katottan dışarı atılan elektronlar belirli bir başlangıç hızına (V) ve dolayısıyla sıfır olmayan kinetik enerjiye sahiptir ve bir dış alan olmaksızın anoda ulaşabilirler.
Fotoakımın sıfır olması için U set gecikme geriliminin uygulanması gerekir. . Deneysel veriler incelenerek fotoelektrik etkinin üç yasası oluşturuldu.
1) Gelen ışığın sabit bir frekansında, doygunluk fotoakımının gücü, gelen ışık akısının büyüklüğü veya katodun aydınlatması ile orantılıdır.
2) Fotoelektronların maksimum hızı (maksimum kinetik enerji) gelen ışığın yoğunluğuna bağlı değildir, yalnızca frekansıyla belirlenir.ν .
3) Her madde için fotoelektrik etkinin bir "kırmızı sınırı" vardır; yani, altında fotoelektrik etkinin imkansız olduğu minimum ışık frekansı (veya üzerinde fotoelektrik etkinin imkansız olduğu maksimum dalga boyu).
Planck hipotezi ve Einstein denklemi. Işıklı cisimlerden yayılan radyasyonun sürekli bir enerji spektrumu varsayımına dayanan dalga teorisi, dışarı atılan elektronların hızının gelen ışığın yoğunluğundan bağımsızlığını açıklayamadı. Alman fizikçi Max Planck, elektromanyetik enerjinin sürekli bir akış halinde değil, ayrı enerji bölümleri (kuanta) halinde yayıldığını varsaydı.
Her kuantum ε'nun enerjisi ışığın frekansıyla doğru orantılıdır
burada h = 6,62·10-34 J s – Planck sabiti; λ – gelen ışığın dalga boyu;
c = 3·108 m/s – ışığın boşluktaki hızı.
1. Cihazın çerçevesine noktalı bir kırınım ızgarası yerleştirin ve standa sabitleyin.
2. Işık kaynağını açın. Kırınım ızgarasından baktığınızda, siyah bir arka plan üzerinde kalkanın her iki tarafında çeşitli düzeylerde fark edilebilir kırınım spektrumlarını görebilirsiniz. Spektrumlar eğimliyse, ızgarayı eğim ortadan kalkana kadar belirli bir açıyla döndürün.
3. Ölçeği mesafeye ayarlayın R kırınım ızgarasından.
4. Kırmızıdan başlayarak çerçeveye bir ışık filtresi yerleştirin ve ızgaradan görünen kalkanın ölçeğini kullanarak mesafeyi belirleyin. S yarıktan 1. ve 2. dereceden gözlemlenen çizgilere kadar. Ölçüm sonuçlarını Tablo 6'ya girin.
5. Farklı renkteki ışınlar için kalan filtreleri çerçeveye yerleştirerek 4. adımı uygulayın.
6. s.'yi yapın. Ölçeği bir mesafe hareket ettirerek 4 – 5 üç kez R 10 – 15cm.
7. Tüm ışın renkleri için formül (1)'i kullanarak ışık dalga boyunu belirleyin ve bunu tablo 6'ya girin. Her ışık dalgasının aritmetik ortalama uzunluğunu hesaplayın.
Tablo 6. Farklı renklerdeki ışık dalga boyları
| k | R, mm | S, mm | ben, nm | ||||||||||||
| İLE | HAKKINDA | VE | Z | G | İLE | F | İLE | HAKKINDA | VE | Z | G | İLE | F | ||
| Ortalama dalga boyu |
Güvenlik soruları
1. Huygens-Fresnel ilkesi nedir?
2. Hangi dalgalara tutarlı denir?
3. Işığın kırınımına ne denir? Bu fenomen nasıl açıklanıyor?
4. Kırınım spektrumundaki renklerin sırası nedir? Sıfır maksimumun rengi nedir?
5. Aynı sayıda yarığa sahip ancak farklı sabitlere sahip ızgaralar ile aynı sabitlere sahip ancak farklı sayıda yarıklara sahip ızgaralar tarafından üretilen kırınım spektrumları arasındaki fark nedir?
6. Kırınım ızgarasının etkisi suya konursa nasıl değişir?
7. Yarıktan geçen ışınlardan ekrandaki bir yarıktan kırınım spektrumunun oluşması nasıl açıklanır? Ekranın ortasındaki yoğunluk dağılımını ne belirler?
8. Tek boyutlu kırınım ızgarası. Ekranda kırınım deseninin oluşumu nasıl açıklanır? Yoğunluk maksimumları hangi noktalarda, hangi minimumlarda gözlenir ve neden?
9. Bir ızgara tek renkli ışık ve beyaz ışıkla aydınlatıldığında kırınım desenleri nasıl farklılık gösterir? Bu fenomenleri nasıl açıklayabiliriz?
10. Işık girişimi nedir? Bu olay bir yarık veya ızgara üzerindeki kırınım spektrumunun oluşumunda rol oynuyor mu?
11. Beyaz ışık normalde 1 mm'de 100 yarık içeren tek boyutlu bir kırınım ızgarasına düşer. Işık yoğunluğu ekrana nasıl dağıtılacak? Ekranda iki ana yüksek seviye arasında kaç tane ek düşük seviye daha var? Büyük maksimumların ve büyük minimumların oluşmasının koşulları nelerdir?
12. Beyaz ışık normal olarak bir kırınım ızgarasına ve daha büyük çaplı ince bir merceğe düşer. Işık bir mercekten ve kırınım ızgarasından geçtiğinde ekranda oluşan desenler nasıl açıklanır?
13. Görünür ışığın dalga boyları nelerdir? Farklılaşmaya maruz kalıyorlar mı?
14. Kırınım spektrumu bantlarının genişliği neye bağlıdır? Yarık genişliği dalga boyu l'den çok daha büyükse ekranda ne gözlenir? Bu olgu nasıl açıklanıyor?
15. Bir kırınım ızgarasının doğrusal ve açısal dağılımı nedir?
16. Kırınım ızgarasının çözme gücü nedir?
17. Çözünürlük gücü ve doğrusal dağılım açısından farklılık gösteren ızgaralar kullanılarak iki spektral çizgi için elde edilen kırınım desenlerine bir örnek verin.
Kırınım spektrumlarının sayısı sınırlıdır ve duruma göre belirlenir
sinΘ =m/d1. (4)
(4)'ten, kafes sabiti büyüdükçe gözlemlenebilecek maksimumların sayısı da artar, ancak bu durumda maksimumlar daha az parlak hale gelir.
Deneysel kurulumun açıklaması
Çalışmada, laboratuvar uygulamalarında yaygın olarak kullanılan, özel bir elmas kesiciye sahip bir bölme makinesi kullanılarak üzerine bir dizi paralel darbenin uygulandığı bir cam plaka olan bir ızgara kullanılıyor.
Sapma açısını ölçmek için diyagramı Şekil 3'te gösterilen bir gonyometre kullanılır.
Açıölçer bir teleskop T, bir kolimatör K, bir masa C, bir kadran E ve bir verniye N'den oluşur. Kolimatör paralel bir ışık huzmesi oluşturmak için kullanılır. O merceği olan bir dış tüpten ve merceğin odak düzlemine monte edilmiş bir giriş yarığına U sahip bir iç tüpten oluşur. Düzlemsel bir ışık dalgası (paralel ışık ışını) kolimatörden çıkar ve bir kırınım ızgarasına düşer. Işık ışınları teleskop merceği tarafından toplanır ve odak düzlemindeki kolimatör yarığının gerçek görüntüsünü oluşturur. Göz merceğinin görüş alanında, filamentlerin çapraz çizgisi ve yarığın gerçek görüntüsü (maksimum kırınım) aynı anda görülebilir. Teleskobu hareket ettirerek filamentlerin çaprazını kırınım maksimumlarından herhangi biriyle hizalayabilirsiniz. İncelenen radyasyonun kaynağı bir neon lambadır.
İşin yapılmasını sağlamak
Bir kırınım ızgarasıyla çalışırken asıl görev, farklı dalga boyları için maksimumların gözlemlendiği açıları doğru bir şekilde ölçmektir.
Çalışmaya başlamadan önce gonyometreyi ayarlamak gerekir. Bunu yapmak için ihtiyacınız olan:
1. Teleskobu sonsuza ayarlayın, yani uzaktaki nesneleri net bir şekilde görmek için;
2. Işık kaynağını (neon lamba) kolimatör yarığının karşısına yerleştirin;
3. Teleskobu, optik ekseni kolimatör ekseninin devamı olacak şekilde monte edin. Bu, tüp göz merceğinin dikey çizgisi yarık görüntünün ortasında olduğunda elde edilecektir;
4. Izgarayı, göz merceği ipliği merkezi en parlak bandın (sıfır dereceli spektrum) ortasında olacak şekilde sahneye yerleştirin. İyi bir spektrum elde etmek için ızgaranın, oyukları kolimatör yarığına paralel olacak şekilde ışın demetine dik olarak yerleştirilmesi gerekir.
Dalga boylarını ölçmek için bilinen bir periyoda sahip bir kırınım ızgarası kullanılabilir. Çalışmayı gerçekleştirirken ızgara sabit kalır ve incelenen spektral çizginin görüntüsü göz merceği ipliği ile çakışacak şekilde teleskop döndürülür.
Dalga boyu kafes formülünden belirlenir 
. Burada d=0,01mm; m - spektrum sırası veya maksimum sayı. Bu denklem, kırınım ızgaralarını kullanarak ışığın dalga boylarını hesaplamak için temel hesaplama formülüdür.
Dalga boyunun ölçülmesi açının belirlenmesine bağlıdır 
Işınların orijinal yönden sapmaları. Daha fazla çalışma aşağıdaki sırayla gerçekleştirilir.
1. Sıfır çizgisi n 0'ın konumunu ölçün. Bunu yapmak için, göz merceği ipliği sıfır dereceli spektrumun ortasıyla (merkezdeki parlak şerit) hizalanmalı ve dairesel bir kadran ve verniye kullanılarak n 0 değeri belirlenmelidir.
2. Benzer şekilde, 1. ve 2. derece spektrumların kırmızı, sarı ve yeşil çizgileri için okumalar yapın ve her seferinde göz merceği ipliğini karşılık gelen çizgiyle hizalayın. Ölçümler Şekil 4'te gösterilen sıraya göre yapılmalıdır.
3. Ölçüm sonuçlarını tablo 1'e girin.
4. Sağdaki tüm örnekler ile ve solda ise - 
ise aynı doğrunun açısı üç şekilde hesaplanabilir (formüller aşağıda verilmiştir):
.
Örneğin yeşil bir çizgi için n 1 = n 1 ve n' 1 = n 2 sıralarım, sarı bir çizgi için n 1 = n 3, n' 1 = n 4 vb. sıralarım. (bkz. tablo 1).
5. Açıyı bilerek, spektrumun her çizgisi için dalga boyunu belirleyin.
Tablo 1.
|
satır numarası çizime göre |
sağdaki kadranda geri sayım |
soldaki kadranda geri sayım |
||||
TEST SORULARI
1. Hangi dalgalara tutarlı denir?
2. Kırınım olgusu nedir?
3. Huygens-Fresnel ilkesini formüle edin.
4. Eserde ne tür bir kırınım gözleniyor?
5. 1. ve daha yüksek derecelerin spektrumundaki hangi renk çizgisi merkezi maksimuma en yakın olacaktır?
6. Farklı sabitlere sahip ancak aynı sayıda çizgiye sahip ızgaralardan elde edilen kırınım desenleri nasıl farklı olacaktır?
7. Izgaranın bir kısmı şekildeki gibi kapatılırsa kırınım deseni nasıl değişir?
8. Kırınım spektrumundaki renklerin sırası nedir?
9. Sıfır maksimumun rengi nedir? Neden böyle?
10. Kafes sabiti değiştirilmeden yarık genişliği değiştirilirse kırınım deseni nasıl değişir?
EDEBİYAT
1. Sivukhin D.V. Genel fizik dersi. T.3. Optik. M.: Nauka, 1985.- 752 s.
2. Savelyev I.V. Genel fizik dersi. T.2. Elektrik ve manyetizma. Dalgalar. Optik. M.: Nauka, 1988.-496 s.
3. Feynman R., Leighton R., Sands M. Feyman fizik dersleri veriyor. T.3-4. Radyasyon. Dalgalar. Quanta. M.: Mir, 1977.- 496 s.
4. Landsberg G.S. Optik. M.: Nauka, 1976.- 823 s.
5. Kaliteevsky N.I. Dalga optiği. M.: Yüksekokul, 1978.- 321 s.
4 Nolu Laboratuvar Çalışması MALUS YASASI ÇALIŞMASI
Çalışmanın amacı: Malus yasasının deneysel olarak doğrulanması.
Cihazlar ve aksesuarlar: yarı iletken (GaAs) lazer ışık kaynağı, fotodetektör, galvanometre, üzerine açısal işaretler uygulanmış analizör (bir bölümün fiyatı 1 o'dur).
Çalışmanın teorik kısmı
Elektromanyetik teori açısından ışık, elektrik E ve manyetik H alanlarının vektörlerinin karşılıklı dik düzlemlerde salındığı enine elektromanyetik dalgalardır. Bir elektromanyetik dalga (e/m), eğer elektrik vektörü E her zaman dalga cephesine normal k'nin de bulunduğu aynı düzlemde yer alıyorsa doğrusal polarize veya düzlem polarize olarak adlandırılır (Şekil 1). Öne doğru k normalini içeren ve e/m dalgasının E elektrik vektörünün bulunduğu düzleme polarizasyon düzlemi denir. Doğal ışık polarize değildir, birçok bireysel atom tarafından yayılan ışık dalgalarının bir koleksiyonudur ve E ve H vektörleri ışına dik tüm yönlerde rastgele salınır. Doğal ışıkta, vektör E salınımlarının tüm yönleri eşit derecede olasıdır. Doğal ışık, gün ışığını, akkor ışığı vb. içerir.
Doğrusal polarize ışık elde etmek için turmalin veya geropatit kristallerinden yapılan polaroidler pratikte sıklıkla kullanılır. Her Polaroid, tercih edilen bir yön olan bir optik eksen ile karakterize edilir. Bu durumda seçilen yönün fiziksel anlamı aşağıdaki gibidir. Işığın Polaroid'in üzerine, optik ekseni içeren düzleme dik olarak düşmesine izin verin. E/m dalgasının elektrik vektörü E iki bileşene ayrıştırılabilir. Bu bileşenler her zaman bunlardan biri, örneğin E y, optik eksen 'ye paralel olacak ve diğeri, buna E x diyelim, 'ye dik olacak şekilde seçilebilir. Eğer doğal ışık Polaroid'e yönlendirilirse, o zaman yalnızca elektrik vektörleri E, E y bileşenlerine (Polaroid'in optik eksenine paralel) sahip olan e/m dalgaları Polaroid'den geçecektir. Bu durumda doğal ışığın polarizasyonu meydana gelir.
O. Polaroidler kullanılarak ışığın polarizasyonu, bir ışık ışınından belirli bir yöndeki salınımların izole edilmesinden oluşur. Yoğunluğu I olan polarizöre doğal ışık düşerse, o zaman iletilen polarize ışığın yoğunluğu I, polarizörün yönüne (ışın etrafındaki dönüşüne) bağlı değildir ve olayın yoğunluğunun yarısına eşittir. doğal ışık:
İnsan gözü polarize ışığı doğal ışıktan ayırt edemez. Işık vektörünün yalnızca belirli bir düzlemde salınan bileşenini iletebilen bir cihaz, polarize ışığı analiz etmek için de kullanılabilir; bu durumda buna analizör denir. Analizörün üzerine kısmen polarize ışık düşerse, analizörün ışın etrafında dönmesine, iletilen ışığın yoğunluğunun maksimumdan (analizör düzlemi yy yönüne çakışır) minimuma doğru bir değişiklik eşlik eder.
Düzlem polarize ışık A analizörünün üzerine düşerse (Şekil 3), bileşen gözden kaçacaktır
,
(1)
burada gelen ışığın salınım düzlemi pp ile analizörün düzlemi aa arasındaki açıdır. Işık yoğunluğu E2 ile orantılı olduğundan (1)'i hesaba katarak şunu elde ederiz:
burada I analizörden çıkan ışığın yoğunluğudur, I o gelen ışığın yoğunluğudur. Formül (2) Malus yasasını ifade eder. Analizörü ışının etrafında döndürerek ışığın içinden hiç geçmeyeceği bir konum bulabilirsiniz (yoğunluk I sıfır olur). Bu, gelen ışığın tamamen polarize olmasını sağlamanın güvenilir bir yoludur. Yediğim yoğunluktaki doğal ışık bir polarizörden ve bir analizörden sırayla geçiyorsa ortaya çıkan ışının yoğunluğu vardır.
α=0 olduğunda (polarizör ve analizör düzlemleri paraleldir), yoğunluk maksimumdur ve eşittir. "Çapraz" polarizör ve analizör 
Hiçbir şekilde ışığın içeri girmesine izin vermiyorlar.
Spektrofotometri, fotokolorimetri ve kolorimetri ile gerçekleştirilebilir. İLE optik yöntemler arasında turbodimetri ve nefelometri - analiz..., 1990. -480 s. Vasilyev V.P. Analitik kimya. Öğleden sonra 2'de 2. Bölüm. Fizik– kimyasal analiz yöntemleri: Ders Kitabı. İçin...
Optik kablolar ve özellikleri
Ders >> İletişim ve iletişimGenel temel gereksinimler fiziksel-mekanik özellikler optik kablolar: - yüksek mukavemet... çok sayıda tasarım geliştirilmiş ve üretilmiştir optik kablolar En yaygın olanı dört...
Fizik-Kimyasal analiz yöntemleri, sınıflandırılması ve temel teknikler
Özet >> KimyaSınıflandırmaları ve temel teknikleri Fizik-kimyasal analiz yöntemleri (FCMA) ... . En büyük pratik uygulamalar optik, kromatografik ve potansiyometrik analiz yöntemleri... spektrumun bölümleri =10-3...10-8 m Optik yöntemler (IR spektroskopisi, ...
Ayrıca okuyun:
|
Çalışma No. 3. DİFRAKSİYON
Çalışmanın amacı: Uzaklaşan ışınlardaki çeşitli nesnelerden kırınım desenleri elde etmeyi öğrenir, kırınım deseninden ışığın dalga boyunu belirler.
Bilmeniz gereken sorular
iş yapma izni için:
1. Işık kırınımı olgusu nedir?
2. Huygens-Fresnel prensibi.
3. Fresnel bölgesi yöntemi.
4. Yuvarlak bir delikten elde edilen kırınım modelinin türüne göre Fresnel bölgelerinin sayısı nasıl belirlenebilir?
5. Fraunhofer kırınımı ile Fresnel kırınımı arasındaki fark nedir?
6. Dairesel bir ekran ve dairesel bir delikten gelen ıraksak ve paralel ışınların kırınımı.
7. Kırınım spektrumundaki renklerin sırası nedir? Sıfır maksimumun rengi nedir?
8. Bölge plakasına ne denir?
GİRİİŞ
Kırınım, bir ışık ışınının düz bir yayılımdan sapması veya ışığın opak nesneler etrafında bükülmesi olgusudur. Kırınımdan sonra, düz yayılımdan sapan ışınlar karşılaşabilir ve birbirleriyle örtüşebilir ve aynı dalgadan elde edildikleri için tutarlıdırlar (ışığın girişimiyle ilgili çalışmaya bakınız) ve bu nedenle bir girişim deseni oluştururlar (alternatif maksimumlar ve radyasyon) minimum). Bu desene "kırınım deseni" denir. Böyle bir resmi analiz etmek için karşılaşılan dalgaların genliklerini ve fazlarını bilmek gerekir.
Iraksak ışınlardaki kırınımı (Fresnel kırınımı) ve paralel ışınlardaki kırınımı (Fraunhofer kırınımı) ele alalım.
Yuvarlak bir delikten ayrılan ışınların kırınımı (Fresnel kırınımı)
Bir noktaya gelen salınımların genlikleri A dalga yüzeyinin farklı kısımlarından (Şekil 1), mesafeye bağlıdır ( B) bu bölümlerin noktasına kadar A, büyüklükleri ve açıları A normal ile arası dalga cephesi ve noktaya doğru yön A. Tüm bölümlerden elde edilen salınım genliğini bulurken, bireysel salınımların aşamalarının, noktaya giden yolları farklı olduğundan çakışmayabileceği gerçeğini de hesaba katmak gerekir. A. Salınımların genliğini bulmak genel olarak oldukça zor bir iştir. Fresnel, kullanımı bazı basit durumlarda niteliksel olarak doğru bir kırınım modeli sağlayan basit bir yöntem önerdi.
Dalga yolları farklı olduğunda (-dalga boyu), salınımlar antifazda meydana gelir ve birbirini iptal eder. Fresnel, dalga cephesini, uç noktaları antifazda salınımlar üreten bölgelere bölmeyi önerdi; bu bölge, dalga cephesindeki küresel yüzeyin bir parçasıdır.
Fresnel bölgeleri aşağıdaki gibi inşa edilir. Merkezi bölge (Şekil 1), o noktada salınımların faz farkı olan tüm noktaları içerir. A aşmaz P(noktaya olan mesafe A daha fazla yok B 1 = , burada B– dalga cephesinden noktaya kadar olan en kısa mesafe A). Bitişik ikinci bölge (bir yol farkı ile), küre üzerinde bir halka bölgesini temsil eder ve bir yandan, ve 
, diğer tarafta. Açıkçası, aşağıdaki bölgeler de dairesel olacak ve dışarıdan aşağıdaki noktalarla sınırlandırılacaktır: k– bölge numarası. Tüm bölgelerin alanlarının yaklaşık olarak eşit olduğu ve yarıçapın k bölge eşittir
. (1)
Bir noktada tüm Fresnel bölgelerinden elde edilen salınım genliğinin hesaplanması A bir vektör diyagramı üzerinde üretilmesi uygundur. Bunu yapmak için, her Fresnel bölgesini zihinsel olarak aynı alanın çok sayıda eşmerkezli alt bölgelerine bölelim. Daha sonra tüm alt bölgenin salınımlarının genliği, aralarında küçük bir faz kayması olan temel vektörlerin toplamı olarak temsil edilebilir; DJ ve aşırı temel vektörler faz olarak bir açıyla kaydırılacaktır P yani zıt yönlere yönlendirilmiş. Bölgenin tüm temel vektörleri birlikte bir yarım daire oluşturur ve sonuçta ortaya çıkan salınım genliği e Bir bölgeden 1, tüm vektörlerin toplanmasıyla bulunabilir, yani. temel vektörler zincirinin başlangıcını ve sonunu bağlayan bir vektör oluşturur (Şekil 2, a).
Benzer şekilde ikinci bölge de dahil olmak üzere bir yapı yapabilirsiniz (Şekil 2, b). Ortaya çıkan vektör e 2 karşı yönlendiriliyor e Mutlak değer olarak 1 ve biraz daha az e 1. Son durum ise bölgelerin alanları aynı olmasına rağmen ikinci bölgenin gözlemciye göre hafif eğimli olmasından kaynaklanmaktadır. A. Ancak salınımların toplam genliği e 1 + e 2 küçüktür (Şekil 2, b).
Grafiksel olarak titreşim genliği, vektör zincirlerinin dairenin karşılık gelen kısımlarıyla değiştirilmesiyle hesaplanabilir. Şekil 2 (c ve d), küresel bir dalga cephesinin üç veya daha fazla bölgesi için bu tür yapıları göstermektedir. a ve d durumlarını karşılaştırdığımızda, 1. Fresnel bölgesinden gelen salınımların genliğinin iki kat olduğunu (ve ışık yoğunluğunun) iki kat olduğunu görüyoruz. BEN 4 kere çünkü BEN » A 2) sonsuz sayıda bölgeden karşılık gelen genlikten daha büyük.
Bir nokta kaynağı olsun S ve opak bir plaka M yuvarlak bir delik ile (Şekil 3, a). Bir noktadaki aydınlatmanın belirlenmesi gerekmektedir. A kaynaktan geçen düz bir çizgi üzerinde uzanıyor S deliğin ortasından geçerek. Açıkçası delik, küresel dalganın yalnızca bir kısmının geçmesine izin verecektir. Bir noktada aydınlatma A yalnızca ön tarafın bu kısmının hareketi ile, yani yalnızca açık Fresnel bölgeleri tarafından belirlenecektir; bunların sayısı deliğin çapına, dalga boyuna ve deneyin geometrisine bağlıdır.
Açık bölge sayısı ise İLE hatta yoğunluğun grafik hesaplaması (Şekil 2, b) yok denecek kadar düşük bir yoğunluğa yol açar; A karanlık olacak ve garip bir şekilde İLE(Şekil 2, a, c) noktasında A maksimum aydınlatma olacaktır.
Açıkçası, noktaya göre simetrik olmalı A(çünkü merkezden aynı uzaklıkta bulunan noktalarda kırınım koşulları aynı olacaktır). Dahası, eksen üzerindeki bir noktada bir ışık noktası gözlemlersek, çevresinde bir ışık halkası fark edeceğimiz karanlık bir halka bulacağız, yani. kırınım deseni alternatif koyu ve açık halkalardan (daireler) oluşur (Şek. .3b).
Köşe A Herhangi bir kırınım maksimumuna doğru yönü karakterize eden kırınım açısı olarak adlandırılır (Şekil 3a). İlk halkanın yönünün bir açıyla (daha kesin olarak 1,22) karakterize edildiğini göstermek mümkündür (her ne kadar kolay olmasa da), burada D– delik çapı.
1 | | |
TANIM
Kırınım spektrumu kırınımdan kaynaklanan ekrandaki yoğunluk dağılımıdır.
Bu durumda ışık enerjisinin büyük kısmı merkezi maksimumda yoğunlaşır.
Kırınım ızgarasını ele alınan cihaz olarak alırsak, bunun yardımıyla kırınım gerçekleştirilir, o zaman formülden:
(burada d ızgara sabitidir; kırınım açısıdır; ışığın dalga boyudur; . bir tamsayıdır), buradan ana maksimumun göründüğü açının ızgaraya gelen ışığın dalga boyuyla ilişkili olduğu sonucu çıkar (ışık normalde ızgaranın üzerine düşer). Bu, farklı dalga boylarındaki ışığın ürettiği yoğunluk maksimumlarının gözlem uzayındaki farklı yerlerde meydana geldiği anlamına gelir; bu da bir kırınım ızgarasının spektral bir cihaz olarak kullanılmasını mümkün kılar.
Beyaz ışık bir kırınım ızgarasına düşerse, merkezi maksimum hariç tüm maksimumlar bir spektruma ayrıştırılır. Formül (1)'den, inci derece maksimumun konumunun şu şekilde belirlenebileceği anlaşılmaktadır:
İfade (2)'den dalga boyu arttıkça merkezi maksimumdan m sayısıyla maksimuma olan mesafenin arttığı sonucu çıkar. Her bir ana maksimumun mor kısmının kırınım deseninin merkezine bakacağı ve kırmızı kısmın dışarıya bakacağı ortaya çıktı. Beyaz ışığın spektral ayrışması sırasında mor ışınların kırmızı ışınlara göre daha güçlü bir şekilde saptığı unutulmamalıdır.
Dalga boyunun belirlenebildiği basit bir spektral cihaz olarak bir kırınım ızgarası kullanılır. Izgara periyodu biliniyorsa, o zaman ışığın dalga boyunu bulmak, spektrum sırasına göre seçilen çizginin yönüne karşılık gelen açının ölçülmesine indirgenecektir. Tipik olarak birinci veya ikinci dereceden spektrumlar kullanılır.
Yüksek dereceli kırınım spektrumlarının birbiriyle örtüştüğüne dikkat edilmelidir. Bu nedenle, beyaz ışık ayrıştırıldığında ikinci ve üçüncü derecenin spektrumları zaten kısmen örtüşmektedir.
Kırınım ve spektruma ayrıştırma
Dağılım gibi kırınım kullanılarak bir ışık demeti bileşenlerine ayrılabilir. Ancak bu fiziksel olaylarda temel farklılıklar vardır. Bu nedenle, kırınım spektrumu, ışığın engellerin (örneğin bir kırınım ızgarasının yakınındaki karanlık alanların) etrafında bükülmesinin sonucudur. Böyle bir spektrum her yöne eşit şekilde yayılır. Spektrumun mor kısmı merkeze bakar. Işığın bir prizmadan geçirilmesiyle dispersif spektrum elde edilebilir. Spektrum mor yönde uzatılır ve kırmızı yönde sıkıştırılır. Spektrumun mor kısmı kırmızı kısımdan daha büyük bir genişliğe sahiptir. Spektral ayrışma sırasında kırmızı ışınlar mor ışınlara göre daha az sapar, bu da spektrumun kırmızı kısmının merkeze daha yakın olduğu anlamına gelir.
Kırınım sırasında maksimum spektral düzen
Formül (2)'yi kullanarak ve birden büyük olamayacağı gerçeğini hesaba katarak şunu elde ederiz:
Problem çözme örnekleri
ÖRNEK 1
| Egzersiz yapmak | Dalga boyu = 600 nm olan ışık, kırınım ızgarasına düzlemine dik olarak geliyor, ızgara periyodu m'ye eşit. Spektrumun en yüksek derecesi nedir? Bu durumda maksimum sayısı kaçtır? |
| Çözüm | Sorunu çözmenin temeli, belirli koşullar altında bir ızgarayla kırınım sırasında elde edilen maksimumların formülüdür: Maksimum m değeri şu noktada elde edilecektir: =600 nm=m ise hesaplamaları yapalım:
Maksimum (n) sayısı şuna eşit olacaktır: |
| Cevap | =3; |
ÖRNEK 2
| Egzersiz yapmak | Dalga boyuna sahip tek renkli bir ışık demeti. Izgaradan L uzaklıkta, üzerinde bir mercek kullanılarak spektral bir kırınım modelinin oluşturulduğu bir ekran vardır. İlk ana kırınım maksimumunun merkezi olandan x kadar uzakta olduğu bulunmuştur (Şekil 1). Kırınım ızgarası sabiti (d) nedir? |
| Çözüm | Bir çizim yapalım. |