Визначення довжини хвилі когерентного випромінювання лазера. Лабораторна робота з Фізика напівпровідників та діелектриків. Робота № 528845

Визначення довжини хвилі когерентного випромінювання лазера

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Національний університет Львівська політехніка

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2016

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

Фізика напівпровідників та діелектриків

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” З в і т про виконання лабораторної роботи №13 з дисципліни “Фізика” на тему: “Визначення довжини хвилі когерентного випромінювання лазера” ЛЬВІВ – 2016 Мета роботи Вивчити явище інтерференції і дифракції лазерного випромінювання, визначити: а) довжину хвилі лазерного випромінювання; б) сталу дифракційної гратки Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть явища дифракції світла (§2.2), вміти описати: а) інтерференційну картину у вигляді смуг однакового нахилу (§2.1.3); б) дифракцію світла на дифракційній гратці (§2.2.4), бути ознайомленим з методом визначення довжини хвилі лазерного випромінювання, в основі якого покладено явище інтерференції світла при падінні світлового променя на плоскопаралельну пластинку (§2.1.3) Прилади і обладнання Лазер неперервної дії ( лазер типу ЛГ-56), мікрооб’єктив з екраном, плоскопаралельна скляна пластинка, дифракційна гратка, циркуль Опис установки Схематично лабораторна установка для спостереження смуг однакового нахилу і визначення довжини хвилі лазерного випромінювання наведена на рис. 1 Якщо на плоскопаралельну пластинку П спрямувати розбіжний пучок світла, який формується мікрооб’єктивом О, то промені, відбиті від передньої і задньої граней плоскопаралельної пластинки є когерентними та інтерферують. Інтерференційна картина у вигляді концентричних кілець – смуг однакового нахилу спостерігається на екрані Е. Рис. 1 Послідовність виконання роботи ЗАВДАННЯ 1. Отримання інтерференційних смуг однакового нахилу у вигляді концентричних кілець і визначення довжини хвилі лазерного випромінювання Увімкнути блок живлення лазера в мережу 220 В і після ~ 5 хв натиснути на ньому кнопку “Випромінювання”. При цьому появиться лазерний промінь. УВАГА! Із–за використання високої напруги в лазері (до 5000 В) слід бути гранично уважним і акуратним при виконанні роботи: така напруга небезпечна для життя. На відстані 0,10–0,20 м від вихідного вікна лазера встановити мікрооб’єктив О, який розміщений в центрі екрана Е (рис. 1), таким чином, щоб оптичний центр мікрооб’єктива співпадав з напрямком поширення лазерного променя. На відстані 0,50–0,70 м від вихідного вікна лазера встановити плоскопаралельну скляну пластинку П. Обертаючи плоскопаралельну скляну пластинку навколо вертикальної і горизонтальної осей домогтися, щоб кут падіння променів на пластинку дорівнював нулю. На екрані Е повинні з’явитися смуги однакового нахилу у вигляді концентричних кілець. Якщо необхідно, проведіть додаткове юстування мікрооб’єктива О і плоскопаралельної пластинки П. За допомогою циркуля та лінійки виміряти радіуси 4 – 5 темних кілець (m=1, 2,…5). Обчислити значення для різних значень . Результати вимірювань і обчислень згідно п.п. 5–6 записати в таблицю 1. Виміряти відстань від площини екрана Е до поверхні скляної пластинки П. Побудувати графік залежності . З графіка для різниці довільних номерів інтерференційних кілець визначити різницю квадратів радіусів (див. рис. 2.5). Обчислити і знайти довжину хвилі випромінювання лазера за формулою (2.14) (див. §2.1.3): . Товщина плоскопаралельної пластинки d=0,0215 м. Показник заломлення скла прийняти рівним . Результати вимірювань і обчислень згідно п.п. 8–11 записати в таблицю 2. Таблиця 1 № кільця, m 1 2 3 4 5 , мм 5 8 9 11 12 , мм2 25 64 81 121 144 Таблиця 2 № з/п , R, м d, мм 1 33 0,38 21,5 825 35,59 3,88 2 32 0,38 800 10,58 3 29.75 0,38 743,75 45,67 сер. 31.58 0,38 789,42 30,61 ЗАВДАННЯ 2. Дослідження дифракції лазерного випромінювання на дифракційній гратці та визначення сталої гратки Зняти з оптичної лави екран Е з мікрооб’єктивом О і плоскопаралельну пластинку П. На відстані 0,25–0,30 м від вихідного вікна лазера розмістити дифракційну гратку так, щоб промінь лазера проходив через її центр. Екран Е встановити на відстані =0,20–0,35 м від дифракційної гратки. На екрані появиться дифракційна картина (рис. 2). Виміряти відстань від гратки до екрана та відстань між нульовим і першим максимумами, нульовим і другим і т.д. максимумами. Визначити сталу дифракційної гратки для значень m=1,2,3,4 за формулою: . Рис. 2 Результати вимірювань і обчислень записати таблицю 3. Розрахувати похибки знаходження товщини плоскопаралельної пластинки. Проаналізувати отримані результати. Таблиця 3 № з/п 1 350 75 1 23 0,012 0,00003 2,7 2 300 25 2 39 0,0122 0,00017 3 250 25 3 49 0,0123 0,00027 4 200 75 4 59 0,0112 0,00083 сер. 275 50 хххх 42,5 0,01203 0,000325 Графік залежності Висновок: під час виконання даної лабораторної роботи ми визначили довжину хвилі когерентного випромінювання лазера неперервної дії (He-Ne-лазер типу ЛГ-56), та сталу дифракційної гратки. За допомогою графіка залежності ми визначили і знайшли довжину хвилі випромінювання лазера. Згідно з проведеними обчисленнями: =789,42±30,61 нм , з відносною похибкою =3,88% Також ми обчислили сталу дифракційної гратки: d=0,01203±0,000325 мм , з відносною похибкою =2,7%

Лабораторна робота Фізика напівпровідників та діелектриків

stalnows

14.12.2016 14:06

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись