FRAUNHOFERI DIFRAKTSIOON PILU KORRAL (1)

Tallinna Tehnikaülikool
Füüsikainstituut
Üliõpilane:
Teostatud:
Õpperühm:
Kaitstud:
Töö nr: 18
TO:
FRAUNHOFERI DIFRAKTSIOON PILU KORRAL
Töö eesmärk:
Pilu difraktsioonipildi uurimine : difraktsioonimax või –min asukoha määramine ja maksimumide suhtelise intensiivsuse mõõtmine; valguse lainepikkuse määramine.
Töövahendid:
Optiline pink , laser , pilu, ekraan avaga, joonlaud nooniusega, luksmeeter , mõõdulint
Skeem
Joonis 1 – Fraunhoferi difraktsioon pilu korral
Joonis 2 – Katseseadme skeem
1 – laser; 2 – piluga ekraan; 3 – ekraan avaga difraktsioonipildi jälgimiseks ; 4 – fotodiood; 5 – indikaator (luksmeeter)
Töö käik

Lülitage sisse laser ja luksmeeter.

Ekraanis 3 paikneb horisontaalne ava, mille taga on luksmeetri andur. Nihutage see ava tsentraalsele difraktsioonimaksimumile. Leidke ava aeglase nihutamisega selle maksimumi (kõige heledama riba) piires asend, kus luksmeetri näit on suurim. Kirjutage see näit l0 tabelisse 1. Seejärel lugege nihiku skaalalt vastav asendinäit x0 ja kandke ka see tabelisse.

Analoogiliselt määrake nii ülal- kui allpool tsentraalselt maksimumi asuvate järgnevate maksimumide (heledad ribad ) asukohad xk. Kandke need tabelisse koos luksmeetri vastavate näitudega lk. Miinimumide (tumedad ribad) asukohad leidke luksmeetri väikseima näidu järgi.

Arvutage sama järku maksimumide (või miinimumide) vahelised kaugused
2lk = |x+k – x-k| ja leidke nende kaugused lk tsentraalsest.

Arvutage valemi (6) järgi difraktsioonijärkudele k vastavate nurkade φk siinused . Kandke funktsiooni sin φk = f (k) (valemid (7) ja (8)) väärtustele vastavad punktid koordinaatteljestikule. Maksimumide korral [valem (7)] alustage argumendi väärtusest k = 2. Leidke vähimruutude meetodil katsepunktide parvele parim lähendussirge. Kuna pilu laius D on teada, siis arvutage sirge tõusu järgi, milleks on , laserkiirguse lainepikkus ja tõusu määramatuse järgi lainepikkuse mõõtemääramatus.

Joonestage difraktsioonipildi suhtelise intensiivsuse graafik lk / l0 = f(l), lugedes miinimumide intensiivsused nulliks.
Katseandmete tulemused
Difraktsioonimaksimumide ja –miinimumide nurkkauguste ning maksimumide suhtelise intensiivsuse määramine
Jrk nr
Max/min järk
k
Max/min asukoht
xk
2lk
lk
sin φk
Luksmeetri näit
lk
Suhteline intensiivsus
lk / l0
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
D = .............................. b = .............................................