Лазердик толкун узундугун өлчөө: 4 кадам (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Саламатсыздарбы, дагы бир насаатчыга кош келиңиздер! Бул жолу мен сизди кечинде же дем алыш күндөрү жасай турган эң жөнөкөй көрсөтмө бергим келди. Спектрофотометрия боюнча үзгүлтүксүз үйрөнүүнүн бир бөлүгү катары мен дифракциялык торчолор менен монохроматорлор менен тажрыйба жүргүздүм жана "Янгдын кош жарылуу экспериментине" чалынып калдым. Бул жарыктын кандай толкундарда (толкундарда) жүрөөрү жана жарыктын ар кандай толкун узундуктары үчүн дифракциянын эффектин ачуу жөнүндө кызыктуу байкоо.

Мен кээ бир лазердик көрсөткүчтөр менен кантип иштегенин өзүм билүү үчүн экспериментти кайталоону жана экспериментти иштете алаарымды чечтим.

1 -кадам: Алдын ала шарттар жана коопсуздук

Лазерлер чындыгында сонун, бирок улантуудан мурун эскертүү! Лазерге же күчтүү коллимацияланган нурга кароо сизди сокур кылышы мүмкүн. Мүмкүн болгон жерде мен сиздин көзүңүзгө зыян келтирбөө үчүн түстүү чыпкаланган коргоочу көз айнекти колдонууну сунуштайт элем.

Лазердик көрсөткүчтөр көбүнчө "мышык оюнчуктары" катары сатылат жана мышыгымды ушинтип тамашалаганды жакшы көрөм, бирок жашыл түстү абдан күчтүү деп таптым (кароого дээрлик жаркыраган). Алар ошондой эле 5 мВттан аз күчкө ээ деп айтышат, бирок мен ар бир түстүн интенсивдүүлүгүнүн ортосунда чоң айырмачылыкты таптым (муну өзүнчө инструктивдүү түрдө өлчөө үчүн оптикалык электр эсептегич жасай аламбы?). Мен энбелгинин чындыкка дал келээринен күмөн санайм, аны биз толкун узундугун өлчөгөндө жакында билебиз.

Мен эксперимент үчүн төмөнкү материалдарды сатып алдым:

• x3 лазердик көрсөткүчтөр (кызыл, жашыл, көк)
• Рекорддук стенд
• Дифракциялык торчо слайд (ммге 500 сызык)
• Кагаз жана калем
• Бульдог кармайт
• Өлчөөчү сызгыч
• Коопсуздук көз айнеги

2 -кадам: жабдууларды орнотуу

Стенд лазердик көрсөткүч дифракциялык торго карай багытталган кылып орнотулушу керек. Лазер тордон өтүп, астындагы кагазга чагылдырылат (экран). Муну орнотуу үчүн бул жөнөкөй кадамдарды аткарыңыз:

1. Экран жасоо үчүн стенддин ылдый жагына бир кагазды коюңуз
2. Retort стендинин астынкы колун стендден 10 смдей жогору коюңуз
3. Төмөнкү колго дифракциялык торду бекитип, бульдог туткасы менен бекемдеңиз
4. Жогорку колду дифракциялык тордун үстүнө коюңуз (тордун үстүндөгү аралык маанилүү эмес)
5. Лазерди үстүңкү колго тиркеңиз, ошондуктан ал дифракциялык тордон өтөт
6. Коопсуздук шаймандарыңызды коюп, анан лазерлерди атууга даяр болуңуз!

3 -кадам: Эксперимент

Лазердин толкун узундугун табуу үчүн четки бөлүүнү өлчөө керек. Бул үчүн бул ыкманы колдонуңуз:

1. Лазерлер кагазга (экранга) тийгенде, жарык тактары пайда болгон калем менен жазыңыз (бул манжалар деп аталат). Ортосун жана эки жагын тең жазууну тактаңыз.
2. Ар бир түс үчүн 1 -кадамды кайталаңыз, кагаздын четин белгилеңиз
3. Муну бардык лазерлер үчүн жасагандан кийин, ортоңку этек менен анын жанындагы 1 -тилкенин ортосундагы аралыкты өлчөгүлө (бул 1 -ирет тилкеси деп аталат).

(Сүрөт менен менин жыйынтыктарыма жазылгандардын ортосунда кийинчерээк айырма бар экенин байкайсыз. Бул мен өлчөөнүн белгисиздигин аныктоо үчүн муну бир нече жолу кылгандыктан).

Бирок бул толкун узундугуна кандай тиешеси бар? Теңдеме lambda = (a * x) / d, мында 'lambda' - метрдеги толкун узундугу, 'a' - дифракциялык тордун тешиктеринин ортосундагы аралык, 'x' - четки бөлүү жана 'd' экран менен тордун ортосундагы аралык. Мунун баары сизге толкун узундугун берүү үчүн теңдемеге алмаштыруу үчүн жеткиликтүү.

Бирок сиз "а" эмне экенин кайдан билем? "Деп сурашыңыз мүмкүн. Ооба, эгерде биз тордун мм үчүн 500 "линиялары" бар экенин билсек, бул 1 м үчүн 500 000 линия бар экенин билдирет. Эгерде биз 1мди 500 000ге бөлсөк, анда алардын ортосундагы аралык 2 мкм болот. Биз x жана d менен бирге толкундун узундугун эсептей алабыз.

Бул аралыктардын баары метр менен экенин унутпаңыз. Толкун узундугу көбүнчө нано метр (10^-9 м) менен көрсөтүлөт, андыктан жоопту нано-метрге айлантууну кааласаңыз же жөн эле экспресс 10^-9га барабар болсо, эске алуу керек.

4 -кадам: Жыйынтыктар

Мен бул тажрыйбаны жогорудагы графикти чыгаруу үчүн кайталадым. Таблицада сиз эки катарды көрө аласыз (мин жана максимум). Бул лазерлердин өзүндө көрсөтүлгөн максималдуу жана минималдуу толкун узундугу, ошондуктан мен туура жооп алдымбы же жокпу билиш үчүн толкун узундугу кандай болорун билчүмүн.

Эсептөөлөрдү карасам, менин өлчөөлөрүм максималдуу жана минималдуу чектерде эмес, бирок алар жок дегенде ырааттуу. Ченелген менен күтүлгөндүн айырмасы 4% дан 10% га чейин болгон. Мен толук белгисиздик өлчөөнү жасаган жокмун, бирок өлчөө техникасы менен киргизилген белгисиздиктер болору анык (б.а. экранга чейинки аралыкты перпендикулярдуу эмес ж. Ал тургай, кээ бир эсепке алынбаган каталар менен, бул чыныгы толкун узундуктарынын адилеттүү өкүлү жана кош жарылган экспериментти эң сонун көрсөтөт деп ишенем.

Эгерде сиз жыйынтыктардын толук топтомун көргүңүз келсе, мен Excel файлын тиркеп койдум, сиз өзүңүздүн өлчөөңүздү колдоно аласыз. Мен азыр коллимациялоочу линзалар жана рефлекторлор менен ойноп жатам, эгерде сиз бул боюнча көрсөтмө алууга кызыкдар болсоңуз, жана комментарийлерде бул тез үйрөтүлүүчү жөнүндө оюңузду айтыңыз.