MGR 10 10. Optyka fizyczna. Dyfrakcja i interferencja światła. Siatka dyfrakcyjna. Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej. Elektromagnetyczna teoria światła. Polaryzacja światła. Wyznaczanie kąta Brewstera. Rozszczepienie światła. Dyspersja światła. Wykazanie zależności prędkości światła od ośrodka. Widma. Widmo atomowe. Widmo promieniowania Słońca. Analiza widmowa - spektroskop. Obserwacja widm atomowych za pomocą spektroskopu. Ćw. 1. Badanie polaryzacji światła 2. Wyznaczanie długości fal świetlnych 3. Pokaz zmiany długości fali świetlnej przy użyciu lasera.
Badanie polaryzacji światła Do badania polaryzacji światła służy przyrząd Norrenberga. Dolna płyta szklana K służy do polaryzowania światła - polaryzator. Górne zwierciadło G służy do badania światła odbitego - analizator. Polaryzator (PP) ustawiamy pod kątem 33,5 względem pionu( rys. niżej). Na tak ustawiony polaryzator kierujemy promienie światła od płomienia gazowego lub spirytusowego ( można płomień zabarwić na żółto umieszczając na stalowym drucie kawałek tektury azbestowej, nasyconej roztworem soli kuchennej. Płomień trzeba ustawić na takim poziomie ( niższym ) względem płyty polaryzującej, aby jego odbicie widoczne było przez otwór górnego stolika ( C), z którego uprzednio należy zdjąć analizator AA(górne zwierciadło). Nakładamy analizator i ustawiamy zwierciadło czarne pod kątem 33,5 względem pionu; do tego służy górna skala. Patrząc na to zwierciadło i obracając je jednocześnie koło osi pionowej stwierdzamy, że natężenie światła odbitego zmienia się. Ustalić warunki gdy to natężenie będzie największe?
Wyznaczanie długości fali świetlnej Szczelinę kolimatora K spektroskopu oświetlamy światłem monochromatycznym W przedłużeniu kolimatora ustawiamy lunetę L, tak by widzieć wyraźnie na przecięciu nitek np. żółty prążek; jest to obraz szczeliny. Następnie przy takim położeniu kolimatora i lunety ustawiamy na stoliku W siatkę dyfrakcyjną S prostopadle do biegu promieni. W lunecie widzimy wówczas w miejscu obrazu widzianego poprzednio szereg np. żółtych prążków, symetrycznie rozmieszczonych po obu stronach prążka środkowego. Są to prążki interferencyjne I i II i dalszych rzędów. Przesuwamy lunetę po obwodzie tak, by na przecięciu nitek przypadł prążek interferencyjny I rzędu. Na skali kątowej odczytujemy położenie L lunety (kąt a), zarówno w lewo jak i prawo.
DOSKONALENIE PROCESU NAUCZANIA HIERONIM LALEK Rymanów Pokaz zmiany długości świetlnej przy użyciu lasera oświadczenie w przekonywujący sposób wykazuje skrócenie fali monochromatycznej w wodzie w stosunku do jej długości w powietrzu. Eksperyment ten najlepiej spełni swą rolę, jeżeli będzie stanowić jeden z elementów struktury cyklu lekcji poświęconych falowym właściwościom światła. Klasycznym tematem z dziedziny właściwości falowych światła jest Doświadczenie Younga". Z doświadczeniem Younga w naturalny sposób łączy się zasada funkcjonowania siatki dyfrakcyjnej i jej zastosowanie. Zakładam, że znajdujemy się z uczniami na etapie poznania, gwarantującym znajomość podstawowych zależności i praw obowiązujących dla ruchu falowego oraz znajomość zasady działania i zastosowania siatki dyfrakcyjnej. Główne pomoce niezbędne do wykonania doświadczenia: - dość duże i dobrze wykonane akwarium prostopadłościenne, laser, siatka dyfrakcyjna, przesłona ze szczeliną, taśma klejąca biała i przeźroczysta szyba matowa. Schemat układu doświadczalnego przedstawia ryć. l. Tok przebiegu doświadczenia l. Na poziomej powierzchni ustawiamy akwarium. 2. Wiązkę promieniowania lasera przepuszczamy wzdłuż akwarium, starając się skierować ją prostopadle do ścian. 3. Na drodze wiązki po zewnętrznej stronie ściany akwarium mocujemy przesłonę ze szczeliną za pomocą taśmy klejącej. 4. Do wewnętrznej strony ściany przyklejamy przezroczystą taśmą siatkę dyfrakcyjną (w miejscu gdzie przez szczelinę wchodzi światło lasera). Na przeciwległej ścianie akwarium otrzymujemy obraz interferencyjny szczeliny. 5. Po wewnętrznej stronie tej ściany taśmą przezroczystą mocujemy szybę matową. 6. Tuż obok prążków z zewnętrznej strony ściany przyklejamy dwa paski białej taśmy ujmując" prążki w środku. 7. Zaznaczamy ołówkiem na jednym z pasków położenie prążków i ich rząd widmowy. 8. Wlewamy delikatnie wodę do akwarium. 9. Na drugim pasku zaznaczymy nowe położenie prążków wraz z numerem rzędu.
Dyskusja wyników doświadczenia Wniosek otrzymujemy z analizy efektu przesunięcia prążków (zarejestrowanego na taśmach) po wlaniu wody do akwarium. Schemat rozkładu prążków (ryc. 2) przed wlaniem Ryc. l. Schemat układu doświadczalnego