,laboratorium podstaw fizyki,Dyfrakcja i interferencja światła spójnego.doc

Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych
z fizyki

Dyfrakcja i interferencja światła spójnego.

1.Wstęp

Ze zjawiskiem dyfrakcji dalekiego pola mamy do czynienia gdy na ekran z małym otworem pada równoległa wiązka światła a obserwacji dokonuje się w takiej odległości,
że w porównaniu z rozmiarami otworu dyfrakcyjnego można uznać ją za nieskończoną.
W przypadku gdy otwory mają bardziej złożone kształty wówczas rozkład natężenia
w widmie dyfrakcyjnym Fraunhofera jest skomplikowany, lecz zawsze można zauważyć pewne prawidłowości. Obraz dyfrakcyjny jest zawsze symetryczny, w środku obrazu natężenie światła osiąga maksimum, które otoczone jest symetrycznie rozłożonymi maksimami pobocznymi, rozmiar maksimum centralnego jest wprost proporcjonalne do długości fali świetlnej a odwrotnie do rozmiary otworu dyfrakcyjnego. Aby zaobserwować obraz dyfrakcyjny Fraunhofera należało by umieścić ekran obserwacyjny w nieskończoności, jednak postępuje się inaczej, oświetla się przesłonę dyfrakcyjną równoległą wiązką światła
a za przesłoną umieszcza się soczewkę skupiającą o ogniskowej f . Fale ugięte pod kątem j skupiają się w płaszczyźnie obrazowej  ogniskowej w odległości y od osi optycznej.

              Przykładem dyfrakcji na więcej niż jednym otworze jest doświadczenie Younga, czyli dyfrakcja na dwóch jednakowych otworach w płaskiej nieprzeźroczystej przesłonie. Gdyby szczeliny były nieskończenie wąskie, można by było założyć, że rozchodzą się z nich fale cylindryczne i w wyniku interferencji tych fal powstałby obraz interferencyjny.

rys.1.1  Geometria doświadczenia Younga.

Każda szczelina ma skończoną wielkość więc fala ugięta na na każdej z nich tworzy obraz dyfrakcyjny. Odpowiada to rozkładowi natężenia światła na  ekranie:

Wpadkowy rozkład natężenia światła obserwowany na ekranie jest iloczynem prążków interferencyjnych i obwiedni dyfrakcyjnej.

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie rozmiarów szczelin oraz odległości między nimi,
z wykorzystaniem zjawiska dyfrakcji na jednej szczelinie, dwóch szczelinach oraz siatce dyfrakcyjnej.

3. Wyniki

     A) Dyfrakcja na pojedynczej szczelinie

·         UKŁAD 9

     Tabela nr 3.1. Wyniki pomiarów dla ukł. 9

Wartość średnia aśr= 0,093mm

n-liczba naturalna numerująca kolejne minima

a-szerokość szczeliny

·         UKŁAD 10

         Tabela nr 3.2. Wyniki pomiarów dla ukł. 10

Wartość średnia aśr=0,209mm

·         UKŁAD 11