118
Сурет 39 - Фраунгофер дифракциясын бақылау схемасы
Параллель монохромат жарық шоғы 1 саңлауға 2 нормаль жасап түседі.
Гюйгенс принципі бойынша саңлаудың жазықтықтағы әрбір нүктесі екінші
реттік толқындардың кӛзі болады, олар барлық бағытқа дифракция бұрыштары
φ
1
, φ
2
,…. жасап тарайды, яғни саңлау арқылы ӛткенде дифракцияланады.
Дифракцияланған
шоқтар
когерентті
болады,
егер
үстемеленсе
интерференцияланады. Интенсивтілігі периодты түрде таралатын жолақ
түріндегі интерференцияның нәтижесі L қашықтықтағы экранда 3 бақыланады.
Френель зоналары әдісі негізіндегі дифракциялық максимум шарты мына
формуламен анықталады:
2
1
2
sin
m
d
(m=1,2,…). (1)
Бір саңлаулық интерференция картинасының дәлірек есебін дифракциялық
бұрыштарды анықтайтын, дифракциялық максимумдарға сәйкес келетін келесі
формула береді:
бірінші реттік
1
sin
d
1.43
екінші реттік
2
sin
d
46
.
2
(2)
үшінші реттік
47
.
3
3
sin
d
Осы формуладан саңылаудың ені
d
-ны және толқын ұзындығын
біле
отырып амплитуда а және жарық интенсивтігі максимал болатын экрандағы
бағытты теория жүзінде есептеуге болады. Осындай есептеулерді берілген
саңылау мен экран аралығы
L
мәні және экспериментте ӛлшенген а
1
,а
2
және а
3
арқылы жүргізуге болады. (аз бұрыштар үшін
sin
tg
) .Сонда :
sin
1
L
a
1
;
L
a
2
2
sin
;
L
a
3
3
sin
. (3)
Өлшеу әдісі мен тәртібі:
119
Суретті мұқият қараңдар, барлық ӛзгерістерді табыңдар және
эксперименттің басқа элементтерін табыңдар. Сонан соң оларды конспектіге
сызып алыңдар.
Лабораториялық жұмысты орындауға оқытушыдан рұқсат алыңдар.
Сурет 40 – жарық дифракциясы
Ӛлшеулер:
1. Тышқан маркерін ӛзгерткіштің қозғалтқышына спектр суретіне
жақындатып апарыңдар, тышқанның сол жақ батырмасын басыңдар, ол басулы
тұрғанда қозғалтқышты топтама үшін 1-кестеден алынған
1
толқын
ұзындығын орнатқанға дейін жылжытыңдар .
2. Осы сияқты тышқанмен саңылаулар арасы қашықтығын ӛзгерткішті іліп
алып, минимал қашықтық
d
=2 мм етіп орнатыңдар. Экрандағы шаманы
пайдаланып, 0-ден және бірінші максимум арасы а
1
, а
2
– нольдік және екінші
максимум арақашықтығы және тӛртінші максимумы дейік. Осы мәндерді 2-
кестеге жаз.
d
мәні 0,5 мм-ге дейін арттырып, осы ӛлшемдерді тӛрт рет
қайталаңыз.
3. Кестеге сәйкес толқын ұзындығы
жаңа мәндерін орнатып, 2-пункт
бойынша ӛлшеулерді қайталаңдар, нәтижелерін 3,4,5 кестелерге жазыңдар.
Кесте 7 _____
(нм) толқын ұзындығының мәндері
Топтама
1
2
3
4
5
6
7
8
1
4
00
4
05
4
10
4
15
4
20
4
25
4
30
43
5
2
5
00
5
05
5
10
5
15
5
20
5
25
5
30
54
0
3
5
80
5
85
5
90
5
95
6
00
6
05
6
10
61
5
4
6
30
6
35
6
40
6
45
6
50
6
55
6
60
66
5
120
Кесте 8 ______ Ӛлшеу нәтижелері
____ нм
d, мм
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
a
1
, мм
a
2
, мм
а
3
, мм
а
4
, мм
sin
1*
10
3
sin
2*
10
3
sin
3*
10
3
sin
4*
10
3
Нәтижелерді ӛңдеу және есепті дайындау.
1. Экрандағы шкаламен а
1
,а
2
,а
3
,а
4
мәндерін ӛлшеп, оларды кестеге
енгізіңдер.
2. (10) формула бойынша есептеп , кестеге дифракция синустарының мәнін
енгізіңдер.
3. Алынған нәтижелерді (1) формула бойынша есептелген теориялық
мәндермен салыстырыңдар.
4. Дифракция бұрыштарын ӛлшеудің абсолют қатесін бағалаңдар.
5. Саңлаудың ӛлшемін минимал мәніне дейін ӛзгертіп, толқын ұзындығын
тұрақты етіп, дифракциялық суреттің ӛзгеруін сапалық жағынан бақылаңдар
және оны ӛздеріңнің есептеріңде кӛрсетіңдер.
Ӛзін-ӛзі тексеру сҧрақтары.
1. Фраунгофер дифракциясы деп нені айтамыз?
2. Френель дифракциясы деп нені айтамыз?
3. Жарық толқыны дегеніміз не?
4. Френель зонасы дегеніміз не?
5. Пуассон дағы деген не, ол не үшін пайда болады?
6. Френель және Фраунгофер дифракциялары үшін максимумдар және
минимумдар шартын жазыңдар.
«Ашық
физика
1.1»
бағдарламасы
студенттердің
креативтілік
кӛрсеткіштерін байқатуда маңызды орын алды. Сонымен қатар «оптика» пәні
бойынша тӛмендегі тақырыптарда комплекстік лабораториялық жұмыстар
орындалды:
ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №1
Тақырыбы: Бір саңылаудағы дифракция – видеорегистратор кӛмегімен
кӛрсеткіштерді жазу және бағалау
ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №2
Тақырыбы: Майкельсон интерферометрін пайдалана отырып, He-Ne жарық
лазері толқынының ұзындығын анықтау
ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС №3
Достарыңызбен бөлісу: |
