124
Экспериментте дифракция моделінің I(a) таралу интенсивтілігі CCD
матрицалы видеотіркеуіш кӛмегімен жазылады. Дифракция моделі 2048
пиксельді CCD матрицада (CCD: зарядтық байлансы бар құрал) алынады және
тізбекті интерфейс арқылы компьютерге беріледі.
Компьютердің бағдарламалық қамтамасыздандырылуы берілгендерді
тіркеуішпен байланысқан және I(a) таралу интенсивтілігін демонстрациялайды.
Осылайша, оның мәнін (15) теңдеуге сәйкес есептелетін теориялық күтілетін
нәтижелермен салыстыруға мүмкіндік береді.
Қауіпсіздік бойынша нұсқаулар:
He-Ne лазері «Лазер құрылғысының қауіпсіздігі» 2 норм EN 60825-1
класты қауіпсіздік талаптарына сәйкес келеді. He-Ne лазерін қолдану
қауіпсіздігі қауіпсіздік шараларын түгел сақтағанда мүмкін болады.
- Лазер сәулесіне ешқашан тура қарамаңыз.
- Лазердің кӛзді кӛр ететін әсері бар.
Сурет 43 - Эксперимент құрылғысы
Ескерту: құрылғыны сәйкестендіру сәл қараңғыланған бөлмеде болуы
керек.
Эксперимент құрылғысы 43-ші суретте кӛрсетілген. Фокус қашықтығы f=
+5 mm L1 сфералық линза поляризацияланған лазер сәулесінің таралуын
қамтамасыз етеді. Келесі фокус қашықтығы f= +50 mm L2 жинағыш линза
сфералық линзадан тӛмен фокусталатындай етіп орналастырылады.
Лазер сәулесі сәл ғана таралады және оптикалық остің бойымен параллель
ӛтеді. Қозғалмалы Н саңылаудан кейін қойылатын фокус қашықтығы f = +500
mm L3 жинағыш линза CCD видеотіркеуіштің матрицаларында дифракция
моделінің дәл кескінін қамтамасыз етеді. Лазер сәулесінің интенсивтілігі лазер
мен L1 линзасы арасында орналасқан P поляризациялану фильтрі кӛмегімен
реттеледі.
Ескерту: когерент лазер сәулесі бірнеше линзалардан және CCD
матрицаның қорғаныс қабатынан ӛтіп, CCD матрицаның жарыққа сезімтал
қабатына соқтығысқанша, әрбір жеке объектілерден ӛтуі мүмкін. Сондықтан
интерференция құрылымын дифракцияланбаған лазер сәулесінен де кӛруге
болады.
Оптикалық құрылғы
125
– Оптикалық сырғығышты қолдана отырып, He-Ne лазерін оптикалық
тақтайшаға 3-ші суретте кӛрсетілгендей етіп беітіңіз.
– Видеотіркеуішті оптикалық тақтайшаның қарсы жағындағы шетіне
штатив
білтесін
және
оптикалық
сырғығышты
қолдана
отырып
орналастырыңыз.
– Лазерді қосыңыз және лазер мен видеотіркеуішті оптикалық оське түзу
болатындай етіп дұрыстаңыз. Басқа компоненттерді ретке келтіргенде
оптикалық осьтің орнын ескеріңіз.
– Фокус қашықтығы f= +5 mm L1 сфералық линзаны лазерден 20 см
қашықтықта орналастырыңыз (лазер сәулесі видеотіркеуіштің терезесін жауып
тұруы керек).
– Фокус қашықтығы f= +50 mm L2 жинағыш линзаны L1 сфералық
линзадан кейін шамамен 6 cm қашықтыққа орналастырыңыз және оны
оптикалық тақтайшаның бойымен L1 сфералық линзаға қарай CCD видео
тіркеуіштің матрицасында лазер сәулесінің кескіні анық болғанша сырғытыңыз.
– L2 жинағыш линзаны L1 сфералық линзаға қарай экрандағы лазер
сәулесінің диаметрі 6 мм-ге жеткенше жылжытыңыз (лазер сәулесінің тұрақты
дӛңгелек қимасы болуы керек).
– Сәуле диаметрі тұрақты болып тұратынын тексеру үшін линза мен экран
арасына, сәуле траекториясына қағаз бетін қойыңыз және оптикалық ось
бойындағы кӛлденең қиманы бақылаңыз.
– Фокус қашықтығы f = +500 mm L3 жинағыш линзаны сәуленің жолына
видеотіркеуіштен 50 cm қашықтықта орналастырыңыз және оны матрицадағы
кескіні анық болатындай етіп орнатыңыз.
– Реттелетін Н саңылауды сәуленің жолына L2 және L3 линзалардың
арасына орналастырыңыз содан кейін, саңылауды кішкене ашыңыз
– Видеотіркеуіш тек сызық бойындағы жарық интенсивтілігін ӛлшейді.
Сондықтан, ол дифракция моделі CCD матрицасымен соқтығысқанда тексерілу
керек. Егер қажет болса, видеотіркеуіштің биіктігін ӛзгерту керек.
– P поляризация фильтрін сәуленің жолына лазер мен L1 линза арасына
орнатыңыз.
Видеотіркеуіш көмегімен интенсивтілікті өлшеу
Видеотіркеуішті тізбекті интерфейс арқылы компьютерге жалға және
"VideoCom Intensities" («Интенсивтілікті ӛлшеу») бағдарламасын қосыңыз.
-
Интенсивтіліктің таралуын жазу үшін батырманы (256 пиксель) немесе
F8 клавишті бас. (Ӛлшеу кезінде ақпарат периодты түрде жаңаланып отырады,
кестеге жазылады және сызбаға түсіріледі).
- P поляризация фильтрін максимал дифракция кезіндегі интенсивтілік
100%-дан аз болатындай етіп реттеңіз.
-
батырманы немесе F5 клавишасын басып "Calibration/Comparison with
Theory" («Сәйкестендіру/ теориямен салыстыру») мәзірін шақырыңыз.
-
Бұрыштық калибровка үшін "Дифракция бұрышы" кестесінде L3 линза
үшін f = +500 mm фокус ұзындығын кӛрсет. Міндетті түрде қажет болатын
нӛлдік бұрыштың ығысуы "Zero Point Corresponds to Maximum" («Нӛлдік нүкте
максимумға сәйкес келеді») батырмасын басқан кезде дифракция моделінің
126
кӛрінетін максимумына сәйкес автоматты түрде орындалады. Кейіннен
теориямен салыстыру дифракция бұрышы ӛлшеулермен сәйкестендірілгенде
ғана мүмкін болады.
Экспериментті жүргізу
-
ені b ~ 0.2 mm саңылау үшін I(a) таралу интенсивтілігін жазып алу. Ол
үшін алдымен (256 пиксель) батырманы немесе F8 клавишті басыңыз. Содан
кейін Р поляризация фильтрін тиімді болатындай етіп келтір.
-
Дифракция моделін толық жазып болу үшін (2048 пиксель) батырманы
немесе F9 клавишті басыңыз.
-
батырманы немесе F9 клавишті басып тоқтатыңыз.
-
батырманы немесе F2 клавишті басып ӛлшенген мәндерді сақтаңыз
(файлға жеке ат беріңіз).
-
батырманы немесе F4 клавишті басып алдыңғы ӛлшенген мәндерді
ӛшіріңіз, және басқа саңылауларды қолданып, мысалы b ~ 0.3 mmжәне b ~ 0.1
mm ӛлшеулерді қайталаңыз.
-
батырманы немесе F2 клавишті басып ӛлшенген мәндерді файлға жаңа
ат бере отырып сақтаңыз.
Сурет 45 - Саңылау ені (b « 0.2 mm) болғандағы интенсивтілік мәні ол (IV)
формуламен есептегенде b= 0.2 mm. тең болады
Сурет 45 - Саңылау ені (b « 0.3 mm) болғандағы интенсивтілік мәні ол (IV)
формуламен есептегенде b= 0.3 mm. тең болады
Достарыңызбен бөлісу: |
