Жіңішке саңылаудан өткен лазер жарығының дифракциялық кескініндегі интенсивтіліктің таралуын зерттеу

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
АБАЙ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Бекітемін
Физика кафедрасының меңгерушісі Косов В.Н.
__________________________
_________________ 2022 ж.

№ 4.6 зертханалық жұмыс

БІР ЖӘНЕ ЕКІ САҢЫЛАУДАН ӨТКЕН ЖАРЫҚТЫҢ ДИФРАКЦИЯСЫН ОҚЫП-ҮЙРЕНУ

Алматы, 2022

№ 4.6 зертханалық жұмыс

БІР ЖӘНЕ ЕКІ САҢЫЛАУДАН ӨТКЕН ЖАРЫҚТЫҢ ДИФРАКЦИЯСЫН ОҚЫП-ҮЙРЕНУ

Жұмыстың мақсаты: Жіңішке саңылаудан өткен лазер жарығының дифракциялық кескініндегі интенсивтіліктің таралуын зерттеу.
Құралдар мен жабдықтар: Жарық көзі - (He-Ne) лазері, спектралдық саңылау түріндегі жылжымалы саңылау, мөлдір емес шыны экран, фототіркегіш - микроамперметр мен электрондық күшейткіші бар фотодиод.

Қысқаша теориялық кіріспе
Фраунгофер дифракциясы коллиматорлар арқылы алынған параллель сәулелерде байқалады. Лазерлерді қолданғанда оптикалық жүйе көп қарапайымдалады, өйткені лазер шығаратын когерентті жарық шоқтары параллель болып, коллинациялау үшін ешқандай оптикалық жүйені кажет етпейді. Бір саңылауда бақыланатын Фраунгофер дифракциясының схемасы 1-суретте келтірілген.

Сурет 1 - Бір саңылауда бақыланатын Фраунгофер дифракциясының схемасы

(He - Ne) - лазерінен шыққан параллель жарық сәулесі (1) саңылауға (2) нормаль түседі. Саңылау ұзындығы енінен әлдеқайда артық болады. Гюйгенс принципі бойынша жарық келіп жеткен саңылау жазықтығының әр нүктесі екінші ретті толқындар көзі болып табылады. Олар φ1, φ2, φ3 ... ... бұрыштарымен диффракцияланып жан-жаққа тарайды, саңылаудан өткен жарық дифракцияланады. Дифракцияланған сәулелер когерентті болғандықтан, қабаттасканда интерференциялануы мүмкін. Интерференция нәтижесі ннтенсивтіліктің 3 экрандағы периодты таралу түрінде бақыланады. Экран 2 саңылаудан қашықтықта орналасады.
Гюйгенс-Френель принципі бойынша экранның белгілі бір нүктедегі интенсивтіліктің таралуынан, саңылаудың әр элементінен келетін элементар толқындардың амплитудасы мен фазасын ескеріп қосу арқылы анықтауға болады.
Аз дифракциалану бұрышында интенсивтілікті Френель ұсынған графиктік әдіс бойынша есептеуге болады. Ол үшін саңылаудағы толқын фронтының ашық бөлігін саңылау шетіне параллель екі бірдей зоналарға - жіңішке жолақтарға бөлеміз. Бұл жағдайда саңылау жазықгығындағы толқын толқындық бетке сәйкес келеді, яғни оның барлық нүктесіңдегі фазалары бірдей болады. Әр зона (жолақ) элементар екінші ретті толқын көзі болып табылады. Әр зонадағы тербелістің амплитудасы бірдей А және алдыңғы тербелістен бірдей фаза -ға қалып отырады. шамасы бақылау нүктесінің Р бағытын анықтайтын дифракциялану бұрышына тәуелді болады. Φ 0 фазалар айырымы 0 болып, векторлық диаграммасы 2а-суретте көрсетілгендей болады.
Қорытынды тербеліс амплитудасы А0 қосылатын тербелістердің амплитудаларының алгебралық қосындысына тең болады. Егер қосылатын тербелістердің саңылау шетіндегі фазалар айырымы болса (жол айырымы bsinφλ2), онда векторлары ұзындығы А0 жартылай шеңбердің диаметрі бойымен орналасады. Сол себепті қорытынды амплитуда шамасы А = 2A0 болады. asin λ жағдайында саңылау шеттеріндегі фазалар айырымы 2-ге ажыратылады.
Сәйкес векторлық диаграмма 2-суретте келтірілген. векторлары ұзындығы 0 шеңбер бойымен орналасады. Қорытынды амплитуда нөлге тең, ол бірінші минимумға сәйкес келеді.

Сурет 2 - Векторлық диаграмма

Бірінші максимум = b sinφ = 3λ 2 жағдайында бақыланады. Бұл жағдайда саңылау шетіндегі фазалар айырымы 3-ге тең. А векторларын тізбектеп құру арқылы біз диаметрі А = 20 3 шеңберін бір жарым есе айналып шығады. Сонымен А1 бірінші максимум амплитудасы нөлінші максимум А0 амплитудасының 2 3 бөлігін құрайды, ал интенсивтіліг I1 A12 = 23· A02 ≈ 0,045 ·0 .Осындай жолмен басқа максимумдардың да салыстырмалы интенсивтілігін табуға болады.
Нәтижесінде интенсивтіліктердің мынадай қатынасы туындайды:
I0: I1: ... .In = 1: (2 3)2: ... ...= 1: 0,045: ...
Графикалық есептеу жуықты болғандықтан, алынған нәтиже де жуықты болып есептеледі.
Сонымен ортаңғы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.