Тәжірибелік бөлім.

Осы жұмыста гелий- неон лазері сәулесінің толќын ұзындғын аныќтау үшін дифракциялыќ торда дифракция құбылысы ќолданылады.

Дифракция құбылысы интерференция құбылысы сияќты жарыќтың толќындыќ құбылысын растайды. Гюйгенс- Френель принципіне сәйкес жарық толќыны фронтының әрбір нүктесін жарыќтың дербес когерентті көздері деп ќарастыруға болады. Осы жалған көздер интерференциялыќ суретті алуға мүмкіндік береді. Егер

жарыќ экранның ені d болатын саңылауына түсетін болса, онда саңылаудың шеттерінен (саңылау шеттері де басќа нїктелері де нїктелік когерентті көздер болып табылады) ауытќыған сәулелер арасында сәулелер жолының айырмасы (айырмашылығы) пайда болады.Сызбада (сурет 4) сәулелердің жол айырмасы көрсетілген:

Саңылау арќылы өтетеін Р нүктесіне түсетін барлыќ басќа сәулелердің де жол айырмасы болады. Интерференция нәтижесінде Р нүктесінде не максимум (жарыќтың күшеюі) не минимум (жарыќтың әлсіреуі) болады. Осы шарттар дифракциялыќ тордың көмегімен жарыќтың толќын ұзындығын аныќтауда ќолданылады.

Дифракциялыќ тор мөлдір пластинка болып табылады, оған бөлгіш машинкамен параллель штрихтар ќатары түсірілген. Штрихтар жарыќты өткізбейді және жарыќ штрихтар арасындағы саңылаулар деп аталатын аралыќтардан өтеді. Штрихтар енінің жалпы ќосындысы дифракциялыќ тордың тұраќтысын (d ) аныќтайды және ол тордың негізгі сипаттамасы болып табылады.

Осы шама (d) тордыѕ оправасында жәй бөлшекпен белгіленеді. Егер белгілену

.1/100 түрде берілсе, онда бўл 1 мм-де 100 штрихтың бар екендігін білдіреді, яғни бір саңылаудың ені 0,01 мм ќұрайды деген сөз. Егер а- саңылау ені, b – св, яғни саңылау ені 0,01 мм ќұрайды. Егер а- саңылау ені, b –штрих ені, d = a + b – тор тұраќтысы не дифракциялыќ тордың периоды деп аталады.

Егер жарыќтың монохроматты шоғыры тордың саңылаулары арќылы өтсе, онда ол дифракцияға ұшырайды, сәулелер жолының пайда болған айырмашылығы салдарынан интерференциялыќ суретті береді, яғни күңгірт пен аќшыл жолаќтардың кезектесуін береді (сурет 5).

Дифракциялыќ тордан өтетін сәулелер жолының суретінен (сурет 6):

BE = d sin

CG =2d sin (1)

DK = 3d sin

Теориядан белгілі болєандай жарыќтыѕ кїшеюі кезінде 1, 2-ші сјулелер жолыныѕ айырмасы толќындардыѕ бїтін санына теѕ болу керек.

BE = m

CG = 2m (2)

DK = 3m жјне т.с.с. мўндаєы m = 0,1,2,3,…- негізгі максимумдар реті.

Параллель сјулелердіѕ кезкелген саны їшін осыєан ўќсас теѕдеуді жазуєа болады.

d sin = m формуласынан толќын ўзындыєын есептеп табуєа болады:

(3)

Есептеулер їшін sin -ді нґлдік максимумнан сјйкес максимумєа (1,2,3,…) дейінгі араќашыќтыќтыѕ экраннан дифракциялыќ торєа дейінгі араќашыќтыќќа ќатынасы ретінде аныќтау ыѕєайлы.

sin ; АС болєандыќтан, sin ;

Сонда (3)-ші теѕдеу мына тїрге ие болады: ; (4)

Тордыѕ екінші бір сипаттамасы оныѕ айыру ќабілеттілігі, яєни дифракциялыќ тордыѕ ґте жуыќ (жаќын) толќын ўзындыќќа сјйкес келетін спектрлік сызыќтарды бір- бірінен ажырата алу ќабілеті. Осы жаєдайда аќ жарыќты ќолдану ќажет. Егер спектрлік сызыќтардыѕ біреуініѕ максимумы екінші спектрлік сызыќтыѕ минимумына сјйкес келетін болса, екі спектрлік сызыќ бґлек кґрінеді жјне ол мына ќатынасќа сјйкес келеді:

R = n m, мўндаєы m – спектр реті, n – тордыѕ жалпы штрихтарыныѕ саны. Тордыѕ штрихтарыныѕ санын (R) тордыѕ штрихталєан бґлігініѕ енін (h) ґлшеп, оны тор тўраќтысына бґліп табуєа болады, яєни: R = ;

1- жаттыєу. ЛГ –75 лазерініѕ толќын ўзындыєын аныќтау.

Жўмысты орындау їшін лазер сјулесініѕ экранєа тїсу нїктесін белгілеу ќажет. Ќоректендіру кґзін электр желісіне ќосу алдында оныѕ жермен тўйыќталуын тексеру керек.

Дифракциялыќ тор (d = 1/100) штативке экран мен лазер арасына орнатылады. Дифракциялыќ тордыѕ орнын ґзіѕіѕ белгілеѕіз.

Тордыѕ орналасуыныѕ јртїрлі екі жаєдайын ќарастыра отырып, барлыќ кґрінетін максимумдарды пайдаланып, толќын ўзындыєын аныќтаѕыз. Нјтижені нанометрмен ґрнектеѕіз (нм).

Нјтижелерді кестеге толтырыѕыз.

Кесте 1.

Максимум реті , m	АС
	d	AB
		сол жаќ	оѕ жаќ	орташа
1 2 3 4 5

2- жаттыєу. Дифракциялыќ тордыѕ тўраќтысын аныќтау.

Тўраќтысы белгісіз торды экраннан алысыраќ орнатыѕыз. 1-ші жаттыєудаєы белгілі толќын ўзындыќтарды пайдаланып, тор тўраќтысын аныќтаѕыз.

Нјтижелерді кестеге толтырыѕыз.

Кесте 2.

Максимум реті, m	AC
	AB			d
	сол жаќ	оѕ жаќ	орташа
1 2 3 4 5

Жанама ґлшеу нјтижелерін ґѕдеу.

І. Жанама ґлшеу нјтижелерін статистикалыќ ґѕдеуді мынадай сызба тїрінде жїргізіѕіз:

( їшін)

1.

2. АВ,АС

4.

5.

6.

Јрбір ґлшеулер їшін мен -ны (орташа абсолют) есептеѕіз. Олардыѕ орташа арифметикалыќ мјнін табыѕыз. Барлыќ ґлшеулер бойынша ќателіктерді табыѕыз. Нјтижені мына тїрде жазыѕыз:

ІІ. Жанама ґлшеу нјтижелерін статистикалыќ ґѕдеуді мынадай сызба тїрінде жїргізіѕіз:

(d їшін).

1.

2.

3.

4.

5.

6. .

Јрбір d (тордыѕ орташа тўраќтысы) мен (тордыѕ орташа абсолют ќателігі) есептеѕіз.

Олардыѕ орташа арифметикалыќ мјнін табыѕыз.

Нјтижені мына тїрде жазыѕыз: