Ohyb elektromagnetického žiarenia
Návod k experimentu
Práve ste si otvorili stránku so vzdialeným experimentom, schematické usporiadanie ktorého sa nachádza na obr. 1 a ktorý sa týka vlnových vlastností svetla.
Obr. 1 Schematické usporiadanie pokusu ohybu na štrbine snímaného systémom ISES a prenášaného prostredníctvom Internetu.
Ako zdroj monochromatického a koherentného žiarenia použijeme laser s vlnovou dĺžkou λ1 = (632 ± 10) nm a λ2 = (532 ± 10) nm. Jeho žiarenie dopadá na štrbinu. Rozdelenie intenzity žiarenia laseru za štrbinou v ohybovom obrazci meriame prostredníctvom polovodičovej fotodiódy umiestnenej vo vzdialenosti a = (2152 ± 1) mm od štrbiny (a ďalej s využitím zosilňovačov a systému ISES. K nemu je taktiež pripojený XY zapisovač, ktorý umožňuje snímanie priebehu intenzity ohybového javu.
Signál z optického modulu je zapojený buď priamo na kanál A jednotky ISES, alebo cez voltmeter so zosilnením 10 x (kanál B), nebo 100 x (kanál C). XY zapisovač je napojený na výstupný kanál E jednotky ISES a zaisťuje posuv fotodiódy. Je vhodné snímať signál hlavného maxima a aspoň dvoch ďalších vedľajších maxím. Priebeh intenzity ohybového javu je možno využiť potom na určenie veľkosti mikroobjektu – v našom prípade šírky štrbiny, a to s využitím rovnice (1), alebo na základe znalosti polôh miním, prípadne maxím intenzity svetla a rovníc (3), resp. (4). Na obr. 2 je príklad nameraných dát s preloženou funkciou (1) pomocou programu Origin 7.5. Všimnite si rozdielu presnosti určenia veľkosti štrbiny, ak na jej určenie použijeme obidve metódy.
Obr. 2 Príklad rozloženia intenzity svetla pri ohybovom jave na štrbine; zdroj žiarenia - laser s λ1 = 628,10 nm (d = 180 μm), červená krivka je preloženie optimalizačným programom (Origin 7.5); výpočtom z polôh maxím sme určili veľkosť štrbiny d = (170 ± 10) μm, použitím optimalizačného programu d = (168.6 ± 0.4) μm.
Pri Vašej (prvej) návšteve (aj ak je to len zo zvedavosti) si stránku:
- Prezrite a zvážte, čo všetko poskytuje interaktívna stránka experimentu, teda, čo na nej všetko vidíte. Viete si experiment vybaviť pri zatvorených očiach?
- Prv než sa začnete merať „na ostro“, uskutočnite jedno ľubovoľné meranie, pričom skôr, ako spustíte ďalšie meranie, urobte si najprv niekoľko predpovedí v tom zmysle, či zmena jednej Vami zvolenej veličiny, vyvolá zmenu iných veličín a v akom zmysle? Napr. na začiatok sa len: zvýši, zníži, posunie vpravo, vľavo a i. ). Zistili ste, že meranie si môžete zaznamenať a preniesť do vlastného počítača?