Laboratoriya ishi №3 "bir o'lchovli diffraktsiya panjarasida diffraktsiyani o'rganish" Kerakli johozlar

LABORATORIYA ISHI №3


"BIR O'LCHOVLI DIFFRAKTSIYA PANJARASIDA DIFFRAKTSIYANI O'RGANISH"


Kerakli johozlar: kompleks laboratoriya qurilmasi.

1-rasm - kuzatish uchun "yorug'lik difraksiyasi" moslamasining tarkibi goniometrdagi diffraktsiya (manzarasi) naqshlari: 1-optik dastgoh; 2-lazer; 3-kvadrat tirqish; 4-Reuters; 5-goniometr
Qisqacha nazariy ma’lumot


Difraksiya – yorug’likning to`siqdan (difraktsiоn panjaradan) o`tganda tarqalish yo`nalishidan оg’ishidir.
Yo`llar farqi (max sharti), bu erda d – panjara doimiysi, N – panjaralar soni. Difraksion panjaraning ajrata olish qobiliyati
Shaffof bir o'lchovli diffraktsiya panjarasi to'siqdagi parallel tirqishlarning davriy tizimi deb ataladi, ular b kengligi bir xil va a bir-biridan bir xil masofada joylashgan.
Panjaraning asosiy parametri uning davriy (panjara doimiysi), bu quyidagicha aniqlanadi . Diffraktsiya, panjaralar maksimal yorug'lik intensivligining keskin oshishi va to'lqin uzunliklarida maksimal bo'shliqlarning fazoviy tarqalishi ta'sirini yaratadi, bu ularni ajralmas optik asboblarga aylantiradi. Ular aniq diffraktsiya manzarasini olishga imkon beradi.

2-rasm - bir nechta tirqishdagi Diffraktsiya 1-rasmda N=3 tirqishlar, linzalar va ekranning panjarasini o'z ichiga olgan o'rnatish sxemasi, shuningdek difraksiyalangan yorug'lik nurlarining yo'nalishi ko'rsatilgan.
Parallel nurlar nurlari normal ravishda n tirqishlarga tushadi bunday holda, tirqishlarni elektr nol E kuchlanishining umumiy fazali tebranishlari bilan N izchil (kogerent) yorug'lik manbalari deb hisoblash mumkin. Yuqorida aytib o'tilganidek, har bir tirqishda yorug'lik diffraktsiyasi sodir bo'ladi (Fraungofer kuzatish usuli). Xuddi shu burchak ostida difraksiyalangan nurlari superpozitsiyada N izchil (kogerent) manbalardan aralashadi. Shuning uchun tirqishlardan o'tgan yorug'lik intensivligining qayta taqsimlanishini interferentsiya deb hisoblash mumkin.

Optik yo'l farqi va fazalar farqi , d-uchun qo'shni tirqishlar tomonidan chiqarilgan to'lqinlar panjara davriga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir va diffraktsiya burchagi sinusi . Shunday qilib, ko'p nurli interferentsiyada hosil bo'lgan amplitudasi haqiqiy interferentsiya fazali omil bo'lgan murakkab geometrik progressiyaning yig'indisi sifatida aniqlanishi mumkin:

(1)
Bu erda A₁ - bitta bo'shliqdan o'tgan maydonning amplitudasi. Xulosa qilib olamiz:
(2)
Intensivlik amplituda modulining kvadratiga mutanosib ekanligini hisobga olib, quyidagilarni topamiz:
(3)
Shart bajarilganda
m = 0,±1, ± 2, (4)

barcha N nurlarning elektr nol kuchlanishining vektorlari fazada o'zgarib turadi va superpozitsiyada amplituda beradi va olingan , bu yorug'lik intensivligiga mos keladi

(5)
bu (4) formula bajarilganda (3) formula beradigan natijaga to'g'ri keladi.
Shunday qilib, (4) formula sharti bajarilganda, bu asosiy maksimallarning sharti deb ataladi, tizimda N tirqishlardan tarqalgan yorug'lik intensivligi N² marta oshadi. Bu muntazam tuzilishdan o'tgan nurlarning ko'p nurli aralashuvi natijasidir. Agar bo'shliqlar tasodifiy joylashtirilgan bo'lsa, u holda interferentsiya muddati nolga teng bo'ladi va umumiy intensivlik tirqishlar soniga mutanosib bo'ladi.


Ishni bajarish tartibi:

1. 1-rasmda ko'rsatilgan optik o'rnatish sxemasini yig'ing. Kvadrat tirqishga diffraktsiya panjaralari to'plami bo'lgan ramkani joylashtiring.

2. Lazerni yoqing va kollimatorni aylantirib, lazer nuri minimal diametrga ega bo'lishiga ishonch hosil qiling. Diffraktsiya panjaralari bilan tirqishni shunday harakatlantiring lazer nurlari u to'rtta panjaradan birining markazidan o'tsin. Lazer nurlari markazlari, diffraktsion panjarali tirqish va goniometr bir xil o'qda ekanligiga e'tibor bering. Agar koaksiyallikka erishilsa, ekranda diffraktsiya ko'rinishi paydo bo'lishi kerak.
3. Goniometr burchaklarning haqiqiy qiymatlarini ko'rsatishi uchun diffraktsiya tirqishlarini goniometr markazidan 20 sm masofada joylashtirish kerak. Buning uchun Reuters qirralari orasidagi masofa 9 sm bo'lishi kerak (3-rasm).

4. Har bir maksimal uchun Goniometr yordamida burchaklarni o'lchang.

5. d panjarasining doimiyligini uning ramkasidagi ma'lumotlarga asoslanib hisoblang.
6. (4) formuladan foydalanib, lazer nurlanishining to'lqin uzunligini aniqlang.
7. Olingan natijalarni daftaringizga yozing.
8. Xulosa yozing.