ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΑΠΟ ΦΡΑΓΜΑ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗΣ ΚΑΙ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΟ ΠΛΕΓΜΑ (Σύγχρονη φυσική)

ΠΕΡΙΘΛΑΣΗ ΑΠΟ ΦΡΑΓΜΑ ΠΕΡΙΘΛΑΣΗΣ ΚΑΙ ΤΕΤΡΑΓΩΝΙΚΟ ΠΛΕΓΜΑ (Σύγχρονη φυσική)

Διάταξη:

  • Πηγή φωτός laser ημιαγωγού ακτινοβολίας 650 nm και μέγιστης ισχύος 1 mW
  • Μεταλλική Βάση
  • 2 φιλμ με τετραγωνικό πλέγμα και φράγμα περίθλασης
  • Βαθμονομημένη Ξύλινη Τροχιά
  • Βαθμονομημένη οθόνη

 

Διαδικασία πειράματος με φράγμα περίθλασης:

Τοποθετούμε στην μεταλλική βάση το φιλμ με το φράγμα περίθλασης. Ευθυγραμμίζουμε την πηγή laser και την μεταλλική βάση, πάνω στην τροχιά, έτσι ώστε η ακτίνα του laser να προσπίπτει πάνω στο φράγμα. Παρατηρούμε ότι στην οθόνη παρουσιάζονται φωτεινοί και σκοτεινοί κροσσοί.

slit_array1

Εξήγηση:

Όταν μια ακτίνα φωτός προσπίπτει πάνω σε ένα φράγμα περίθλασης, είναι σαν να πέφτει πάνω σε μια διάταξη με πάρα πολλές σχισμές Ν>> οι οποίες ισαπέχουν κατά απόσταση d και η καθεμία έχει σταθερό πλάτος α. Γι’ αυτό το λόγο ο σχηματισμός περίθλασης πάνω στην οθόνη παρατήρησης έχει αυτή τη μορφή και εξαρτάται από τα α, d, N και λ. Σύμφωνα με την θεωρία η συνθήκη για την εμφάνιση ενός φωτεινού κροσσού είναι $d\sin\vartheta=m\lambda~m=0,\pm1\pm2\pm3…$.

Το εύρος των φωτεινών κροσσών είναι ανάλογο του 1/Ν και η τους ανάλογη του Ν2.

 

Διαδικασία πειράματος με τετραγωνικό πλέγμα:

Τοποθετούμε στην μεταλλική βάση το φιλμ με το τετραγωνικό πλέγμα. Ευθυγραμμίζουμε την πηγή laser και την μεταλλική βάση, πάνω στην τροχιά, έτσι ώστε η ακτίνα του laser να προσπίπτει συμμετρικά πάνω στο πλέγμα. Παρατηρούμε ότι στην οθόνη παρουσιάζονται φωτεινοί κροσσοί σε σχήματα κορυφών τετραγώνου.

slit_array2

Εξήγηση:

Το τετραγωνικό πλέγμα μπορεί να θεωρηθεί ως ένα πλέγμα από τετραγωνικά ανοίγματα πλάτους αx = αy = α διατεταγμένα το ένα κάθετα ως προς το άλλο σε δυο διαστάσεις. Επειδή το πλέγμα είναι πολύ πυκνό τα δευτερεύοντα μέγιστα έχουν εξαφανιστεί λόγω της πολύς μικρής τους έντασης και έτσι στην οθόνη μας εμφανίζονται κύρια μέγιστα συμβολής γύρω από ένα έντονο κύριο μέγιστο και στις δυο διαστάσεις.