9. Dyfrakcja światła laserowego na tkaninach i siatce dyfrakcyjnej oraz promieni X na krysztale. Obliczenia dyfrakcyjne.

Podobne dokumenty
W. Guzicki Zadanie 23 z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

Kwantowa natura promieniowania elektromagnetycznego

XXIX OLIMPIADA FIZYCZNA (1979/1980). Etap II, zadanie doświadczalne D.

PLANIMETRIA. Poziom podstawowy

ROZWIĄZANIA ZADAŃ Zestaw P3 Odpowiedzi do zadań zamkniętych

LVI OLIMPIADA FIZYCZNA 2006/2007 Zawody II stopnia

Matematyka:Matematyka I - ćwiczenia/granice funkcji

BLOK I. 3. Korzystając z definicji pochodnej w punkcie, obliczyć pochodne podanych funkcji we wskazanych punktach:

KARTY PRACY UCZNIA. Twierdzenie Pitagorasa i jego zastosowanie. samodzielnej pracy ucznia. Zawarte w nich treści są ułożone w taki sposób,

TWIERDZENIE PITAGORASA

1 Granice funkcji. Definicja 1 (Granica w sensie Cauchy ego). Mówimy, że liczba g jest granicą funkcji f(x) w punkcie x = a, co zapisujemy.

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI dla uczniów gimnazjów województwa lubuskiego 23 marca 2012 r. zawody III stopnia (finałowe)

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM MATEMATYKA

Pomiary geofizyczne w otworach

3b. Rozwiązywanie zadań ze skali mapy

Badania radiograficzne rentgenowskie złączy spawanych o różnych grubościach według PN-EN 1435.

Wyznaczanie wartości współczynnika załamania

Agrofi k zy a Wyk Wy ł k ad V Marek Kasprowicz

ZARZĄDZENIE Nr 61/2015 Rektora Uniwersytetu Wrocławskiego z dnia 7 maja 2015 r.

STA T T A YSTYKA Korelacja

LXV OLIMPIADA FIZYCZNA ZAWODY III STOPNIA

Kryteria oceniania z matematyki Klasa III poziom rozszerzony

FIZYKA Kolokwium nr 3 (e-test), część II

Zagadnienia transportowe

Zadanie 3 - (7 punktów) Iloczyn składników Jeśli zapis liczby 22 w postaci sumy zawiera składnik 1, lepiej pogrupować go z innym składnikiem

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

Statystyki opisowe. Marcin Zajenkowski. Marcin Zajenkowski () Statystyki opisowe 1 / 57

KONKURSY MATEMATYCZNE. Treść zadań

Ćwiczenie nr 6 BADANIE WYDAJNOŚCI KOMPRESOROWEJ POMPY CIEPŁA

Odpowiedzi i schematy oceniania Arkusz 23 Zadania zamknięte. Wskazówki do rozwiązania. Iloczyn dwóch liczb ujemnych jest liczbą dodatnią, zatem

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 15, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

K P K P R K P R D K P R D W

Wyznaczanie statycznego i kinetycznego współczynnika tarcia przy pomocy równi pochyłej

Ć W I C Z E N I E N R O-10

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI CZERWIEC 2012 POZIOM PODSTAWOWY. Czas pracy: 170 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50 WPISUJE ZDAJĄCY

II.5 Prędkość światła jako prędkość graniczna

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

I B. EFEKT FOTOWOLTAICZNY. BATERIA SŁONECZNA

TEST WIADOMOŚCI: Równania i układy równań

ETAP I KONKURSU MATEMATYCZNEGO CONTINUUM

SCHEMAT ZBIORNIKA HYDROFOROWEGO ZE STALI NIERDZEWNEJ

RZECZPOSPOLITA POLSKA. Prezydent Miasta na Prawach Powiatu Zarząd Powiatu. wszystkie

System centralnego ogrzewania

wiat o mo e by rozumiane jako strumie fotonów albo jako fala elektromagnetyczna. Najprostszym przypadkiem fali elektromagnetycznej jest fala p aska

Trenuj przed sprawdzianem! Matematyka Test 4

1. Obliczenie SDR pojazdów silnikowych ogółem w punkcie pomiarowym typu P

Modelowe badanie wpływu sposobu odlewania na strukturę wlewka

Temat ćwiczenia: Analiza pojedynczego zdjęcia lotniczego

Błędy fotografii akwarystycznej

Zadanie I. 2. Gdzie w przestrzeni usytuowane są punkty (w której ćwiartce leży dany punkt):

Ćwiczenie nr 2 Zbiory rozmyte logika rozmyta Rozmywanie, wnioskowanie, baza reguł, wyostrzanie

do obliczania prędkości w przekrojach doliny, korytach rzek, rynnach o dowolnym kształcie i dowolnym współczynniku szorstkości.

TF-Odnawialne źródła energii-wprowadzenie do ćwiczeń. Gry dydaktyczne- zastosowanie TIK

Transport Mechaniczny i Pneumatyczny Materiałów Rozdrobnionych. Ćwiczenie 2 Podstawy obliczeń przenośników taśmowych

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Karta pracy: Ćwiczenie 5.

FOTOMETRYCZNE PRAWO ODLEGŁOŚCI (O9)

Geometria Wykreślna Wykład 3

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo fotowoltaiczne

2.Prawo zachowania masy

W Y M A GANIA NA POSZCZEG ÓLNE OCENY-MATEMATYKA KLASA 3

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

PL B1. Układ impulsowego wzmacniacza światłowodowego domieszkowanego jonami erbu z zabezpieczaniem laserowych diod pompujących

D wysokościowych

M Rys. 1. Wybrane elementy wyposażenia przodka chodnika G-1. Tabela 1. Wybrane elementy wyposażenia przodka chodnika G-1

Zadanie 21. Stok narciarski

Świat fizyki powtórzenie

Jakie są te obowiązki wg MSR 41 i MSR 1, a jakie są w tym względzie wymagania ustawy o rachunkowości?

Ćwiczenie 5 Hologram gruby

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI MAJ 2011 POZIOM ROZSZERZONY. Czas pracy: 180 minut. Liczba punktów do uzyskania: 50 WPISUJE ZDAJĄCY

LOGISTYKA DYSTRYBUCJI ćwiczenia 5 ZAPASY ROZPROSZONE ZARZĄDZANIE ZAPASAMI WIELU LOKALIZACJI

PRZYK ADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z MATEMATYKI

Lublin, dnia 15 lutego 2016 r. Poz. 765 UCHWAŁA NR XI/103/2016 RADY POWIATU ŁUKOWSKIEGO. z dnia 28 stycznia 2016 r.

NUMER IDENTYFIKATORA:

Marek Pękała H Z0. Rysunek 1

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D TYMCZASOWE NAWIERZCHNIE Z ELEMENTÓW PREFABRYKOWANYCH

ROBOTY ROZBIÓRKOWO - DEMONTAŻOWE

Instrukcja do ćwiczenia Kompensacja mocy biernej

Zadania z parametrem

Zagospodarowanie magazynu

Całka potrójna. Całka potrójna po prostopadłoscianie. f (x i, y i, z i ) x i y i z i. (1)

WZORCOWANIE MŁOTÓW WAHADŁOWYCH CHARPY EGO

Objaśnienia wartości, przyjętych do Projektu Wieloletniej Prognozy Finansowej Gminy Golina na lata

Ć W I C Z E N I E N R O-9

Wykrywacz drewna/metalu/napięcia AC 3 w 1 z poziomicą laserową AX-903

1. Materiały. Drewno Wytrzymałości charakterystyczne drewna iglastego w MPa (megapaskale) podaje poniższa tabela.

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH ROBOTY W ZAKRESIE STOLARKI BUDOWLANEJ

Efektywność nauczania w Gimnazjum w Lutyni

Projekt edukacyjny. " Warszawa w okresie I i II wojny światowej" Regulamin

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

CHARAKTERYSTYKA. Zawartość zestawu

Polska-Warszawa: Usługi w zakresie doradztwa prawnego i reprezentacji prawnej 2015/S

SPRAWDZIANY Z MATEMATYKI

RZUTOWANIE AKSONOMETRYCZNE

INSTRUKCJA DLA UCZESTNIKÓW ZAWODÓW ZADANIA

s n = a k (2) lim s n = S, to szereg (1) nazywamy zbieżnym. W przeciwnym przypadku mówimy, że szereg jest rozbieżny.

BAZA ZADAŃ KLASA 3 TECHNIKUM LOGARYTMY I FUNKCJA WYKŁADNICZA. 1. Oblicz: a) b) c) d) e)* f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) r)

Czy można zbudować płaską soczewkę?

Kilka zasad o których warto trzeba pamiętać

Transkrypt:

9. Dyfrakcja światła laserowego na tkaninach i siatce dyfrakcyjnej oraz promieni X na krysztale. Obliczenia dyfrakcyjne. Opracowanie: dr hab inż. Jarosław Chojnacki Politechnika Gdańska, Gdańsk 016 Materiały: lasery półprzewodnikowe, zestaw materiałów dyfrakcyjnych (materiał z firanki, siatki dyfrakcyjne na folii), zdjęcia rentgenowskie dyfrakcji na monokrysztale, taśma miernicza, linijka, kalkulator Równanie Braggów ma podstawowe znaczenie w opisie dyfrakcji promieni rentgena na kryształach. Równanie to wiąże (wyprowadzenie podano na wykładzie) kąt odbłysku z odległością d między powodującymi go płaszczyznami. d sin n Równanie to dotyczy dyfrakcji fali o długości i opisuje dyfrakcję n-tego rzędu (n liczba całkowita). Ponieważ kąt padania równa się kątowi odbicia, to kąt odchylenia refleksu od wiązki pierwotnej (tzw. kąt ugięcia) wynosi. W przypadku prostopadłego ustawienia wiązki do siatki dyfrakcyjnej należy jednak wykorzystać równanie Lauego d(cos 1 cos 0 ) = n, które dla 0 = 90 przyjmuje postać d cos 1 n d sin n Tutaj 1 jest kątem pomiędzy płaszczyzną tkaniny a promieniem ugiętym, więc kąt ugięcia jest dopełnieniem do kąta prostego (cos 1 = cos(90 ) = sin sin ). Równanie Lauego będziemy stosować w interpretacji doświadczeń związanych z dyfrakcją światła lasera na tkaninie oraz siatce dyfrakcyjnej optycznej a następnie do ręcznych obliczeń odległości między płaszczyznami w krysztale na podstawie danego zdjęcia rentgenowskiego dyfrakcji na monokrysztale. Schemat obliczeń: poprzez podzielenie odległości między najbliższymi refleksami dyfrakcyjnymi (Y) przez odległość ekranu od lasera (X) otrzymujemy tangens kąta ugięcia, potem obliczamy arctan(y/x), otrzymując wartość kąta. Dalej, korzystając z równania Lauego (lub Braggów), wyznaczamy d lub w zależności od posiadanych danych. Wykonanie. 1. Pod mikroskopem optycznym umieścić badany kawałek tkaniny oraz linijkę z podziałką milimetrową. Policzyć ilość nitek przypadającą np. na 5 mm i ustalić odległość średnią pomiędzy poszczególnymi nitkami w tkaninie (d).. Z odległości co najmniej 4 metrów od ściany (X) rzucić na nią światło lasera przepuszczone przez tkaninę. Linijką na ścianie zmierzyć odległość y pomiędzy punktami dyfrakcyjnymi (w poziomie lub pionie). Najlepiej mierzyć odległość nie między sąsiadującymi lecz między odległymi refleksami i podzielić odległość przez ich liczbę. Na podstawie znajomości odległości Y, X i obliczyć kąt oraz odległość między nitkami d. Porównać ją z wielkością oczekiwaną na podstawie pomiarów mikroskopowych. Według danych producenta laserów wskaźnikowych długość fali wynosi: czerwony 635nm, zielony 53nm i niebieski 405 nm. 3. Z odległości około 30 cm dokonać pomiaru kąta odbłysku światła na powierzonej siatce dyfrakcyjnej wyciętej na folii. Obliczyć kąt ugięcia oraz odległość d między poszczególnymi nacięciami na folii. 4. Dokonać interpretacji zdjęć dyfrakcyjnych zawartych w ramkach 1-4. Zastosujemy podobny sposób jak dla doświadczeń z laserami, z tym że użyjemy równania Braggów (siec 3D). Musimy najpierw znaleźć teoretyczną odległość kryształu od detektora X. Wartość X jest stała dla całej serii pomiarów i uwzględnia przeskalowanie wymiarów rysunku w stosunku do obrazu rzeczywistego na detektorze. Znając promień okręgu Y dla danego kąta (np. równych 40 i 50 ) możemy obliczyć odległość X według wzoru X = Y/tg( ). Dokładniej jest gdy zamiast promienia zmierzyć średnicę i podzielić na dwa. Do dalszych obliczeń proszę wziąć wartość średnią X. Zmierzyć odległość Y (od środka do plamki) dla kilku wybranych refleksów i obliczyć odpowiadające im kąt i odległość międzypłaszczyznową z równania Braggów.

5. Uzupełnić Tabelę. Proszę założyć, że w temperaturze 10K stała a = 5,607 Å. Skorzystać ze wzoru na odległości między płaszczyznami w układzie regularnym: 1 d h k l a, czyli d a h k l Porównać odległości międzypłaszczyznowe w NaCl z Tabeli z wartościami wyliczonymi w punkcie 4. Przypisać indeksy poszczególnym refleksom. laser Y siatka X X Wzór Lauego: n = d sin ; lub n = d sin ; kąt ugięcia = Tabela 1. Dyfrakcja światła widzialnego (laserowego) na siatkach. Wyznaczanie odległości między nacięciami lub nitkami siatki. Materiał [nm] X[cm] Y[cm] tg [radiany] sin( ) = sin( ) d = /sin( ) [nm] tkanina 660 53 405 siatka 660 53 405 Gęstość siatki wyznaczona optycznie pod mikroskopem: N nitek na 5 mm. Odległość d = 5/N [mm] d[mm] Tabela. Obliczanie odległości międzypłaszczyznowych i kąta = arcsin{ /(d)} dla NaCl. h k l d [Å] = arcsin{0,355365/d} 0 0 0 0 4 0 0 6 0 0 4 4 1 1 1 1 1 3 1 1 5 1 3 5

Ramka 1. Halit, lampa Mo, promieniowanie MoK = 0,71073Å. Ramka.Halit, lampa Mo.

Ramka 3. Halit, lampa Mo. Ramka 4. Halit, lampa Mo.

Ramka 6. Halit, lampa Cu. Detektor ustawiony pod kątem 30 stopni do wiązki. Uwaga: jeśli detektor nie jest ustawiony prostopadle do wiązki, to powstają elipsy i hiperbole zamiast okręgów, co utrudnia opracowanie wyników.