Ohyb elektromagnetického žiarenia

Experiment

Práve ste si otvorili stránku so vzdialeným experimentom, schematické usporiadanie ktorého sa nachádza na obr. 1 a ktorý sa týka vlnových vlastností svetla.

Figure 1
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.

Figure 2
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:

  1. Prezrite a zvážte, čo všetko poskytuje interaktívna stránka experimentu, teda, čo na nej všetko vidíte. Viete si experiment vybaviť pri zatvorených očiach?
  2. 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?