Determinarea lungimii de unda a luminii monocromatice din studiul difractiei Fresnel pe un orificiu circular

Determinarea lungimii de unda a luminii monocromatice din studiul difractiei Fresnel pe un orificiu circular

Scopul lucrarii:

Lucrarea are drept scop determinarea lungimii de unda a luminii monocromatice din studiul difractiei Fresnel* pe un orificiu circular.

Modul de lucru:

Se alimenteaza becul B de la retea. Se regleaza distantele intre L si S, astfel incat deschiderea S sa se afle in focarul lentilei L. Se deplaseaza ecranul E pana cand distanta R este aproximativ (50 - 70) cm. Se observa cu ajutorul sistemului de vizare imaginea de difractie care se prezinta sub forma unor inele concentrice luminoase si intunecate alternative. In functie de distanta r, in centrul imaginii se obtine o zona luminoasa ori intunecata, dupa cum numarul zonelor Fresnel aflate in dreptul deschiderii este impar, respectiv par. Pentru exemplificare, dam mai jos aspectul catorva figuri de difractie si numarul corespunzator de zone Fresnel (fig. 4).

Pentru o distanta R fixa (cuprinsa intre 50 cm si 70 cm) se apropie sistemul de vizare L' de la capatul bancului optic spre ecranul E pana cand se obtine clar o imagine de difractie de tipul celor din figura 4. Se determina pentru aceasta imagine distanta r precum si numarul n al zonelor Fresnel. Se apropie din nou L' de ecranul E pana la obtinerea clara a urmatoarei figuri de difractie (determinandu-se r si n) si asa mai departe, pana cand figura de difractie devine prea complicata pentru a putea inregistra figura de difractie. Se repeta apoi determinarile pentru alte trei valori ale distantei R.

Prelucrarea datelor experimentale:

Rezultatele experimentale se trec in tabelul urmator:

Se traseaza pe hartie milimetrica pentru fiecare distanta R graficul , care conform relatiei (4) trebuie sa fie o dreapta de panta Cunoscand mm se determina din grafic panta dreptei si apoi lungimea de unda cu relatia .

Pentru R=50cm:

Se obtine m₁=0,432      deci inlocuind in relatia T l=0,0046296mm=462,96nm

Pentru R=55cm:

Se obtine m₂=1,057      si l=0,0017201mm=172,01nm

Pentru R=60cm:

Se obtine m₃=0,308      si l=0,0054112mm=541,12nm

Pentru R=65cm:

Se obtine m₄=-0,247 si l 0,0062283mm=622,83nm

Calculul erorilor

Pentru cele 4 valori ale lungimii de unda se calculeaza eroarea standard, cu formula:

T =(449,73 196,31)nm

4. Intrebari.

a) De ce inelele observate nu apar perfect intunecate?

b) Ce s-ar observa in cazul in care orificiul pe care se produce difractia, ar avea diametrul mare ? De ce?

c) Care credeti ca sunt sursele de erori in aceasta lucrare?