Описание экспериментальной установки

Установка для проверки соотношения неопределенностей (рис. 3.2) состоит из гелий-неонового лазера (1) (источник монохроматического света  = 632,8 нм), регулируемой щели (2) и экрана (3) (на нем наблюдается дифракционная картина), которые укреплены на оптической скамье. Испускаемый лазером (1) пучок света проходит через калиброванную щель (2) и попадает на экран (3), в качестве которого используется лист миллиметровой бумаги.

1 2 3

Лазер Регулируемая щель Экран

Рис. 3.2

Порядок выполнения работы

В работе используется полупроводниковый лазер с  = 670 нм.

1. Собрать схему установки (рис. 3.2), учитывая, что для увеличения точности измерений необходимо щель расположить от экрана на расстоянии не менее 1 м.

2. Используя юстировочный винт, на котором установлена калибровочная щель, добейтесь, чтобы луч лазера прошел через ее отверстие и попал на экран.

3. Изменяя размер щели от 0,03 мм с шагом 0,03мм, проведите 10–12 измерений. Размер щели увеличивать так, чтобы на экране наблюдалась четкая дифракционная картина.

4. Для каждого значения ширины щели измерьте ширину центрального максимума, как с помощью линейки, так и путем подсчета числа делений миллиметровой бумаги, которая используется в качестве экрана. Ширину максимума следует определить по положению темных полос, окаймляющих максимум.

5. Результаты измерений х, 2Д и Д (половина ширины центрального максимума) занесите в табл. 3.1.

Таблица 3.1

№	х	2Д	Д	F	sin  =
1
2
3
…
10

6. Постройте график зависимости полуширины центрального максимума Д от размера щели х. Сделайте анализ полученных результатов.

Обработка результатов.

1. Вычислите величину F по формуле , где = 632,8 нм – длина волны излучаемого света, L – расстояние от щели до экрана. Значение Д при соответствующей ширине щели.

Величина F – полностью зависит от внешних параметров установки.

2. Убедитесь, что , где

N – число измерений.

3. На основании анализа полученных результатов сделать вывод о проверке соотношения неопределенностей, т.е. если в пределах ошибки является постоянной величиной, то соотношение неопределенностей проверено.