Interferencja i dyfrakcja

Podobne dokumenty
Interferencja i dyfrakcja

Optyka geometryczna. Podręcznik metodyczny dla nauczycieli

Optyka geometryczna. Podręcznik zeszyt ćwiczeń dla uczniów

Dyfrakcja. interferencja światła. dr inż. Romuald Kędzierski

OPTYKA FALOWA I (FTP2009L) Ćwiczenie 2. Dyfrakcja światła na szczelinach.

Ćwiczenie: "Zagadnienia optyki"

Problemy optyki falowej. Teoretyczne podstawy zjawisk dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.

LABORATORIUM FIZYKI PAŃSTWOWEJ WYŻSZEJ SZKOŁY ZAWODOWEJ W NYSIE

Wyznaczanie rozmiarów szczelin i przeszkód za pomocą światła laserowego

Badanie zjawisk optycznych przy użyciu zestawu Laser Kit

Fizyka atomowa i jądrowa

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

Ćwiczenie 12 (44) Wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

Pomiar długości fali świetlnej i stałej siatki dyfrakcyjnej.

Ćwiczenie 4. Doświadczenie interferencyjne Younga. Rys. 1

Wykład 17: Optyka falowa cz.1.

Fizyka atomowa i jądrowa

Rys. 1 Interferencja dwóch fal sferycznych w punkcie P.

Wyznaczanie wartości współczynnika załamania

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

Korpuskularna natura światła i materii

Dyfrakcja. Dyfrakcja to uginanie światła (albo innych fal) przez drobne obiekty (rozmiar porównywalny z długością fali) do obszaru cienia

Prawa optyki geometrycznej

Doświadczalne wyznaczanie ogniskowej cienkiej soczewki skupiającej

Interferometr Michelsona

ZADANIE 111 DOŚWIADCZENIE YOUNGA Z UŻYCIEM MIKROFAL

MGR 10. Ćw. 1. Badanie polaryzacji światła 2. Wyznaczanie długości fal świetlnych 3. Pokaz zmiany długości fali świetlnej przy użyciu lasera.

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

LABORATORIUM Z FIZYKI Ć W I C Z E N I E N R 2 ULTRADZWIĘKOWE FALE STOJACE - WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FAL

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego

Laboratorium optycznego przetwarzania informacji i holografii. Ćwiczenie 6. Badanie właściwości hologramów

Szczegółowe kryteria oceniania z fizyki w gimnazjum. kl. III

Wykład XIV. wiatła. Younga. Younga. Doświadczenie. Younga

BADANIE INTERFERENCJI MIKROFAL PRZY UŻYCIU INTERFEROMETRU MICHELSONA

12.Opowiedz o doświadczeniach, które sam(sama) wykonywałeś(aś) w domu. Takie pytanie jak powyższe powinno się znaleźć w każdym zestawie.

OPTYKA FALOWA. W zjawiskach takich jak interferencja, dyfrakcja i polaryzacja światło wykazuje naturę

Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X

18 K A T E D R A F I ZYKI STOSOWAN E J

BADANIE INTERFEROMETRU YOUNGA

Laboratorium TECHNIKI LASEROWEJ. Ćwiczenie 1. Modulator akustooptyczny

Natura światła. W XVII wieku ścierały się dwa, poglądy na temat natury światła. Isaac Newton

Wykład FIZYKA II. 8. Optyka falowa

Mikroskop teoria Abbego

WŁASNOŚCI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH: INTERFERENCJA, DYFRAKCJA, POLARYZACJA

LABORATORIUM OPTYKI GEOMETRYCZNEJ

interferencja, dyspersja, dyfrakcja, okna transmisyjne Interferencja

Cel ćwiczenia. Zagadnienia do opracowania. Zalecana literatura

Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 53: Soczewki

Wykład 17: Optyka falowa cz.2.

Dyfrakcja na Spiralnej Strukturze (Całkowita liczba pkt.: 10)

Interferencja. Dyfrakcja.

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

Interferencja jest to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla

13. Optyka Interferencja w cienkich warstwach. λ λ

Odgłosy z jaskini (11) Siatka odbiciowa

WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FALI ŚWIETLNEJ ZA POMOCĄ SIATKI DYFRAKCYJNEJ

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z FIZYKI

Krzysztof Łapsa Wyznaczenie prędkości fal ultradźwiękowych metodami interferencyjnymi

Ćwiczenie 53. Soczewki

Obrazowanie za pomocą soczewki

BADANIE I ACHROMATYZACJA PRĄŻKÓW INTERFERENCYJNYCH TWORZONYCH ZA POMOCĄ ZWIERCIADŁA LLOYDA

Marcin Bieda. Pierścienie Newtona. (Instrukcja obsługi)

Laboratorium optycznego przetwarzania informacji i holografii. Ćwiczenie 3. Częstotliwości przestrzenne struktur okresowych

Optyka. Wykład XII Krzysztof Golec-Biernat. Dyfrakcja. Laser. Uniwersytet Rzeszowski, 17 stycznia 2018

Ćwiczenie nr 71: Dyfrakcja światła na szczelinie pojedynczej i podwójnej

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 1. Modulator akustooptyczny

DYFRAKCJA NA POJEDYNCZEJ I PODWÓJNEJ SZCZELINIE


Jak się przekonać, że światło jest falą domowe laboratorium optyki laserowej

Plan wynikowy (propozycja)

Ćwiczenie 369. Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru z siatką dyfrakcyjną. Długość fali,, [nm]

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Badanie przy użyciu stolika optycznego lub ławy optycznej praw odbicia i załamania światła. Wyznaczanie ogniskowej soczewki metodą Bessela.

Podstawowe informacje o przedmiocie (niezależne od cyklu)

V. KONSPEKTY UCZELNIA WYŻSZA

ĆWICZENIE 6. Hologram gruby

9. Optyka Interferencja w cienkich warstwach. λ λ

Załamanie światła, Pryzmat

Wykład 16: Optyka falowa

Projekt Innowacyjny program nauczania matematyki dla liceów ogólnokształcących

Laboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT

Wyznaczanie zależności współczynnika załamania światła od długości fali światła

falowego widoczne w zmianach amplitudy i natęŝenia fal) w którym zachodzi

Ć W I C Z E N I E N R O-6

MODULATOR CIEKŁOKRYSTALICZNY

Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.

Fizyka elektryczność i magnetyzm

SCENARIUSZ LEKCJI Z WYKORZYSTANIEM TIK

Ćwiczenie O3-A3 BADANIE DYFRAKCJI NA SZCZELINIE I SIAT- CE DYFRAKCYJNEJ Wstęp teoretyczny

Laboratorium Optyki Falowej

Pytania do ćwiczeń na I-szej Pracowni Fizyki

Projekt Czy te oczy mogą kłamac

Laboratorium techniki laserowej Ćwiczenie 2. Badanie profilu wiązki laserowej

Zjawisko interferencji fal

Pomiar prędkości światła

Na ostatnim wykładzie

Wykład 16: Optyka falowa

Transkrypt:

Podręcznik metodyczny dla nauczycieli Interferencja i dyfrakcja Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348 63 70 http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl e-doświadczenia w fizyce projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1 Wstęp Podręcznik, który Państwu przestawiamy, zawiera propozycje ćwiczeń, jakie można wykonać przy użyciu e-doświadczenia Interferencja i dyfrakcja. Tworząc podręcznik staraliśmy się tak dobrać ćwiczenia, aby jak najpełniej pokazywały możliwości narzędzia. Listę ćwiczeń należy uważać zatem za otwartą i można rozszerzać ją wedle potrzeb, być może zgodnie z sugestiami samych uczniów. Niniejsze e-doświadczenie poświęcone zostało zagadnieniom związanym z intereferencją i dyfrakcją. Za jego pomocą można obserwować dyfrakcję i interferencję fal świetlnych, dyfrakcję i interferencję fal wodnych oraz przeprowadzić doświadczenie Younga. Dyfrakcja, jako zjawisko typowe dla ruchu falowego, jest świadectwem falowej natury światła. Promienie światła rozchodzą się po liniach prostych. Przechodząc przez małe otwory ulegają ugięciu, czyli dyfrakcji. Ponieważ dyfrakcję można obserwować tylko wtedy, gdy rozmiary szczeliny są porównywalne z długością fali padającej na szczelinę, to dyfrakcja światła, ze względu na małą długość fal świetlnych, zachodzi tylko na bardzo małych szczelinach. Interferencja jest kolejnym zjawiskiem, zdradzającym falową naturę światła. Jest ona zjawiskiem charakterystycznym dla każdego ruchu falowego. Polega ona na nakładaniu się fal pochodzących z różnych (na przykład dwóch) źródeł. Aby powstał stabilny i możliwy do zaobserwowania obraz interferencyjny, to światło pochodzące z tych źródeł musi być spójne. Takie warunki można uzyskać, kierując światło pochodzące z jednego źródła na dwie szczeliny, z których każda będzie stanowiła odrębne źródło światła spójnego. Na skutek interferencji powstają naprzemiennie obszary wzmocnień i wygaszeń fal składowych. 1

2 Badanie interferencji i dyfrakcji światła Celem poniższych ćwiczeń doświadczalnych będzie poznanie podstaw dotyczących badania interferencji i dyfrakcji światła. Ćwiczenie 1 Obserwacje jakościowe interferencji i dyfrakcji światła laserowego na płytce dyfrakcyjnej Uwaga! Zbadanie wpływu koloru wiązki laserowej na powstawanie zjawiska interferencji i dyfrakcji. dowolną siatkę dyfrakcyjną. " Rozwiń panel boczny i zaznacz łaser czerwonyńa liście dostępnych kolorów. Tym laserem oświetlisz ekran poprzez siatkę dyfrakcyjną. " Jaki obraz obserwujesz na ekranie? " Dokonaj analogicznych obserwacji z innym kolorem lasera. Czym one się różnią od siebie? Aby wybrać inny kolor lasera, należu najpierw laser wyłączyć, wybrać inny kolor a następnie laser włączyć ponownie. Ćwiczenie 2 Obserwacje ilościowe interferencji i dyfrakcji światła laserowego Analogicznie jak Ćwiczenie 1, ale z przeprowadzeniem odpowiednich obliczeń. dowolną siatkę dyfrakcyjną. 2

Ćwiczenie 3 " Rozwiń panel boczny i zaznacz wszystkie dostępne kolory laserów (oprócz łasera nieznanego ). W ten sposób oświetlisz ekran wszystkimi trzema wiązkami jednocześnie. " W panelu bocznym wybierz widok ekranu. Pojawi się okno, będące powiększeniem ekranu z prowadnicami, dzięki którymi można zmierzyć odległości między poszczególnymi punktami obrazu. " Zmierz i zapisz poszczególne odległości dla różnych kolorów lasera. Przy pomocy nauczyciela dokonaj odpowiednich obliczeń. Wyznaczanie długości fali lasera Uczeń nauczy się wyznaczać długość fali nieznanej wiązki laserowej, przy wykorzystaniu informacji o obrazie interferencyjnym i dyfrakcyjnym. dowolną siatkę dyfrakcyjną. " Rozwiń panel boczny i zaznacz łaser nieznany. W ten sposób oświetlisz ekran laserem o nieznanym kolorze, czyli o nieznanej długości fali. " W panelu bocznym wybierz widok ekranu. Pojawi się okno, będące powiększeniem ekranu z prowadnicami, dzięki którymi można zmierzyć odległości między poszczególnymi punktami obrazu. " Zmierz i zapisz poszczególne odległości dla nieznanego lasera. Przy pomocy nauczyciela dokonaj odpowiednich obliczeń i znajdź długość fali lasera. Ćwiczenie 4 Obserwacje jakościowe interferencji i dyfrakcji światła laserowego na różnych obiektach Analogicznie jak Ćwiczenie 1, ale z wykorzystaniem innych obiektów niż siatka dyfrakcyjna - płyty CD, DVD oraz Blu-Ray. 3

Uwaga! płytę CD, DVD bądź Blu-Ray. " Umieść laser oraz wybraną płytę w odpowiednich uchwytach Możesz wybrać wszystkie płyty jednocześnie. Jednak tylko jedna z nich w danym momencie może być umieszczona na ławie optycznej. " Rozwiń panel boczny i zaznacz wszystkie dostępne kolory laserów (oprócz łasera nieznanego ). W ten sposób oświetlisz ekran wszystkimi trzema wiązkami jednocześnie. " Jaki obraz obserwujesz? Zapamiętaj go. " Wybierz inną płytę i powtórz obserwację. Jakie możesz wyciągnąć wnioski? Ćwiczenie 5 Wyznaczanie stałej siatki dyfrakcyjnej Uczeń nauczy się wyznaczać stałą siatki dyfrakcyjnej, przy wykorzystaniu informacji o obrazie interferencyjnym i dyfrakcyjnym. nieznaną siatkę dyfrakcyjną. " Rozwiń panel boczny i zaznacz wybrany kolor lasera (oprócz łasera nieznanego ). " W panelu bocznym wybierz widok ekranu. Pojawi się okno, będące powiększeniem ekranu z prowadnicami, dzięki którymi można zmierzyć odległości między poszczególnymi punktami obrazu. " Zmierz i zapisz poszczególne odległości na obrazie. Przy pomocy nauczyciela dokonaj odpowiednich obliczeń i znajdź wartość stałej dyfrakcyjnej nieznanej siatki. 4

3 Dyfrakcja fal w cieczy Ćwiczenie 6 Obserwacja dyfrakcji fal w cieczy Przygotowanie obserwacji Obserwacja Dzięki temu ćwiczeniu uczeń może w prosty sposób zrozumieć zjawisko dyfrakcji oraz interferencji, poprzez obserwację zachowania się fal w wodzie. " Wybierz z belki narzędziowej Ćiekawostkę. " W panelu bocznym wybierz za pomocą suwaka częstotliwość generowania fal. Możesz również zaznaczyć opcję pokaż przebieg fal, dzięki czemu odpowiednie regiony fali będą kolorowane. " Kliknij Uruchom. Obserwuj proces wzmacniania się fali i jej wygaszania. 5

Gdańsk 2013 Politechnika Gdańska, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, tel. +48 58 348 63 70 http://e-doswiadczenia.mif.pg.gda.pl e-doświadczenia w fizyce projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego