Лабораторная работа6
.docМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И ЗОЛОТА»
Кафедра физики
Лабораторная работа № 2
Изучение работы лазера.
Студенты группы
Преподаватель
Красноярск 2008 г.
Цель работы: определение длины волны лазерного излучения в видимой области с помощью дифракционной решётки; определение степени поляризации лазерного излучения.
Приборы: гелий-неоновый лазер непрерывного действия, дифракционная решётка, призма Николя в оправе, люксметр, экран, оптическая скамья с рейтерами, линейка.
-
Теоретическая часть.
Принцип работы лазера или оптического квантового генератора основан на трёх фундаментальных идеях, родившихся в разное время в различных областях физики. Первая идея связана с использованием вынужденного излучения света атомами системы, открытого Эйнштейном 1917 году при теоретическом изучении некогерентного теплового излучения. Вторая идея заключается в применении термодинамически неравновесных систем, в которых возможно усиление, а не поглощение света. Она была высказана В. А. Фабрикантом в 1940 году. Третья идея, берущая начало в радиофизике, состоит в использовании положительной обратной связи для превращения усиливающей системы в генератор когерентного излучения. Для этой цели служит оптический резонатор.
Любая квантовая система является квантовой с дискретным рядом разрешённых энергетических уровней. Поглощение и испускание электромагнитного излучения фотонов связано с переходом электронов с одного разрешённого уровня на другой. Поглощение энергии приводит к переходу вверх, а переход вниз связан с излучением. Излучение существует двоякого рода: спонтанное (самопроизвольное), и индуцированное (вынужденное).
Среда в которой искусственно нарушено термодинамическое равновесие и заселённость верхнего уровня больше, чем нижнего называется активной средой.
-
Ход работы.
Определение длины волны излучения гелий-неонового лазера в видимой области спектра с помощью дифракционной решётки.
Дифракционная решётка с d=0,01 мм.
|
Расстояния x от максимума нулевого порядка до максимумов разных порядков |
||||
|
Вправо от «0» |
Влево от «0» |
среднее |
Sin φ |
λ (мкм) |
1 |
0,014 |
0,013 |
0,0135 |
0,0673 |
0,6322 |
2 |
0,029 |
0,027 |
0,028 |
0,1387 |
0,6293 |
3 |
0,045 |
0,041 |
0,042 |
0,2057 |
0,6281 |
4 |
0,058 |
0,055 |
0,0565 |
0,2719 |
0,6279 |
5 |
0,074 |
0,07 |
0,072 |
0,3387 |
0,6272 |
Расстояние от дифракционной решётки до экрана L=0,2 м.
Среднее значение λ=0,6289 мкм.
Определение степени поляризации лазерного луча.
P=Emax-Emin/ Emax+ Emin-2Eф
Emax1=23 |
Emin1=1 |
Emax2=25 |
Emin2=1 |
Emax3=27 |
Emin3=1 |
Eф=0
Ecp=25
P=25-1/25+1=0.923
Вывод: мы определили длину волны излучения гелий-неонового лазера и степень поляризации лазерного луча.