Cách Tử Nhiễu Xạ Là Gì

     

Nhiễu xạ là hiện tượng lạ tia sáng bị lệch ngoài pmùi hương truyền thẳng khi đi sát những chướng ngại vật đồ vật tất cả kích cỡ bé dại các chướng ngại vật dụng hoàn toàn có thể là các khe bé nhỏ, lỗ tròn,... gồm form size cỡ bước tuy nhiên ánh nắng chiếu cho tới. Nhằm góp các bạn làm rõ rộng về hiện tượng nhiễu xạ, mời các bạn thuộc xem thêm nội dung vấn đề "Thí nghiệm biện pháp tử nhiễu xạ". Hy vọng đây là tư liệu tham khảo bổ ích mang đến chúng ta.




Bạn đang xem: Cách tử nhiễu xạ là gì

*

TRỪỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÍĐỀ TÀI: THÍ NGHIỆM CÁCH TỬ NHIỄU XẠThí nghiệm cách tử nhiễu xạ TP.HỒ CHÍ MINH THÁNG 5­2012 MỤC LỤC 2Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ . CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1.Nhiễu xạ là gì ?Nhiễu xạ là hiện tượng tia sáng bị lệch khỏi phương truyền thẳng khi đi gần các chướng ngại vật có kích thước nhỏ (các chướng ngại vật có thể là các khe thon thả, lỗ tròn,… có kích thước cỡ bước song ánh sáng chiếu cho tới. .2.Cách tử là gì ?Cách tử nhiễu xạ là thiết bị quang học được sử dụng để tìm hiểu các bước sóng khác nhau hoặc màu sắc trong một chùm ánh sáng.  Cách tử truyền qua: trên tấm thủy tinh có những rãnh không trong su ốt, ánh sáng truyền qua phần trong suốt và gây ra nhiễu xạ (chỉ nghiên cứu cho ánh sang nhìn thấy).  Cách tử phản xạ: tạo bởi tấm kim loại phẳng, nhẵn bóng và có hệ số phản xạ cao, trên các mặt được vạch các rãnh nhỏ cách đều nhau (dung đẻ nghiên cứu tia tử ngoại). .3.Mô tả cách tử:­ Là một hệ thống gồm n khe giống hệt nhau có bề rộng là a cách đều nhau với khoảng cách giữa 2 khe liên tiếp là l.l: chu kỳ cách tử ; = n: số cách tử trên một đơn vị độ lâu năm.Cấu tạo của cách tử rất là tinh vi, trên bề rộng 1 mm có đến hàng trăm, hàng ngàn khe,…Có nhiều loại cách tử có cấu tạo riêng biệt nhưng đều dựa trên nguyên tắc: mặt song của chùm tia sang tới được chia thành những phần đều đặn, lần lượt truyền qua và bị ngăn lại ở cách tử. .4. Sự phân bố điều kiện sáng .4.1. Biểu thức biên độ = A0 3Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ .4.2. Điều kiện cực đại và cực tiểu a.Vị trí cực tiểu nhiễu xạ: b.Vị trí cực đại chính gjao thoa: (k= c.Vị trí cực đại phụ giao thoa: (k=1,2,…) d.Vị trí các cực tiểu giao thoa: (k= .5. Góc lệch cực tiểu Góc lệch cực tiểu và cách xác định góc lệch cực tè Tại O vân sáng trung tâm màu trắng hai bên vân trung tâm là những ảnh của khe sáng, đó là các ảnh nhiễu xạ bậc 1, 2, . . Gọi i o là góc tới và i là góc nhiễu xạ và là độ dài sóng đang dùng (tính bằng mm) ta có công thức xác định cực đại giao thoa lắp thêm k (vân giao thoa bởi n chùm tia nhiễu xạ) sin i ­ sin io = k n (1) Nếu ta quay dĩa theo một chiều nhất định đển thay đổi góc tới i, ảnh nhiễu xạ dời chổ đến một lúc nào đó thì dừng lại và chạy trở lui. Vị trí dừng lại là vị trí độ lệch cực đái.Gọi D là góc lệch cực tiểu ta gồm : m i = io= và 2.sin = k . . n (2) 4Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ . THÍ NGHIỆM CÁCH TỬ NHIỄU XẠ .1. Mục đích thí nghiệm Đo số vạch n trên mỗi mm của cách tử bằng cách dùng ánh sáng đã biết trước bước sóng ánh sáng sủa. Đo một vài bước sóng ánh sáng chưa biết. .2. Mô tả tí nghiệm­Nguồn sáng: nguồn halogen­ Giác kế+Kính ngắm+Ống chuẩn trực+Bàn phẳng+Đĩa chia độ và du xích­Cách tử (chưa biết n) .3. Cách tiến hành .2.1. Điều chỉnh ống chuẩn trực và kính ngắm­ Đặt ống chuẩn trực quay ra kế bên, qua kính ngắm ta nhìn ra xa vô cực để xác định vị trí ngắm sao cho ảnh ngắm được rõ tuyệt nhất.­ Sau kia, đặt ống chuẩn trực thẳng hàng với đường truyền tia sáng của đèn Neon thủy ngân. .3.2. Xác định n vạch của cách tửDùng ảnh nhiễu xạ bậc 1 và ảnh nhiễu xạ bậc 2 để xác định n + Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 1(k=1) Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 1 ở bên phải­ Đặt cách tử trên đĩa xoay trên giác kế (hơi xoay về bên trái). Mắt nhìn qua ống nhìn, ta quan sát thấy một vạch sáng trắng, xoay ống ngắm từ từ sang bên bắt buộc, quan sát thấy quang phổ bâc một, khi thấy vạch màu vàng kép, ta điều chỉnh cho tâm chữ X của kính ngắm trùng với vạch vàng 1 (vạch gần vạch màu đỏ). Sau đó xoay thật nhẹ cách tử theo ngược chiều kyên ổn đồng hồ sao cho vạch màu vàng di chuyển sang bên trái. Chú ý quan sát khi vạch màu vàng dừng lại và đổi chiều di chuyển ngược lại. Tại thời điểm dừng lại của vạch đá quý, ta trường đoản cú từ quay ống ngắm để tâm ống ngắm trung với vạch màu vàng lúc nảy.­ Tiếp theo, ta đọc chỉ số góc lệch của kính ngắm trên vòng tròn của giác kế.  Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 1 bên trái­ Thực hiện tương tự nhỏng tìm quang phổ bậc 1 bên đề nghị, nhưng thực hiện các bước theo chiều ngược lại. Ta tìm được góc lệch của vạch vàng 1. 5Thí nghiệm cách tử nhiễu xạTa có: = 2D (1) i = i = và 2.sin = k. .n (2) oTừ (1) và (2) => 2 sin () = k.

Xem thêm: Thùy Chi Lấy Chồng Xa - Thuy Chi : Tin Tức Mới Nhất Về Ca Sĩ Thùy Chi



Xem thêm: Nghĩa Của Từ Savage Nghĩa Là Gì ? Từ Lóng Thông Dụng Trong Tiếng Anh

. n (3)Với k = 1 => = (4)+ Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 2 (k=2) Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 2 ở bên phải­ Đặt cách tử trên đĩa xoay trên giác kế (hơi xoay về bên trái). Mắt nhìn qua ống nhìn, ta quan sát thấy một vạch sáng white, xoay ống ngắm từ từ sang bên yêu cầu, quan sát thấy quang đãng phổ bâc một, xoay tiếp ống ngắm ta vẫn quan sát thấy quang phổ bậc 2, khi thấy vạch màu vàng kxay, ta điều chỉnh cho tâm của kính ngắm trùng với vạch vàng 1 (vạch gần vạch màu đỏ). Sau đó xoay thật nhẹ cách tử theo ngược chiều kim đồng hồ sao cho vạch màu vàng di chuyển sang bên trái. Chú ý quan sát khi vạch màu vàng dừng lại và đổi chiều di chuyển ngược lại. Tại thời điểm dừng lại của vạch kim cương, ta từ từ quay ống ngắm nhằm tâm ống nhìn trùng với vạch màu vàng lúc nảy.­ Tiếp theo, ta đọc chỉ số góc lệch của kính ngắm trên vòng tròn của giác kế. Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 2 bên trái­ Thực hiện tương từ bỏ như tìm quang phổ bậc 2 bên đề xuất, nhưng thực hiện các bước theo chiều ngược lại. Ta tìm được góc lệch của vạch vàng 1.Từ công thức (3): với k = 2 ta có: =  Sai số trên nTừ công thức Suy ra: = + cotan () d()Suy ra: = + cotan () . 0Có thể đem = 3 ASai số ( ­ ’) gồm sai số lúc ngắm và sai số lúc phát âm. 6Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ  Đối với ảnh bậc 1 ta đem ( ­ ’) = 2 phút ít  Đối với ảnh bậc 2 ta rước ( ­ ’) = 4 phút (do ảnh mờ hơn) .3.3. Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 1 và bậc 2 xác định bước sóng của một vài đơn sắc. Trong TN này ta đo bước sóng của vạch lục đậm và chàm đậm Từ (3) ta có công thức tính bước sóng:  Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 1 xác định bước sóng của vạch chàm đậm: (k = 1)  Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 2 xác định bước sóng của vạch lục đậm: (k = 2) Muốn xác định bước sóng ánh sáng cần tìm, ta đo giá trị và ’ ứng với áng sáng kia.  Sai số trên Từ công thức Suy ra: = + cotan () d()Suy ra: = + cotan () . Sai số ( ­ ’) gồm sai số lúc ngắm và sai số lúc phát âm.  Đối với ảnh bậc 1 ta rước ( ­ ’) = 2 phút ít  Đối với ảnh bậc 2 ta rước ( ­ ’) = 4 phút (vì chưng ảnh mờ hơn) Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 1 xác định bước sóng của vạch chàm đậm: (k=1)+ Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 1 ở bên phải­ Đặt cách tử trên đĩa xoay trên giác kế (hơi xoay về bên trái). Mắt nhìn qua ống ngắm, ta quan sát thấy một vạch sáng White, xoay ống ngắm từ từ sang bên cần, quan sát thấy quang quẻ phổ bâc một, khi thấy vạch màu chàm đậm, ta điều chỉnh cho tâm của kính ngắm trùng với vạch chàm đậm. Sau đó xoay thật dịu cách tử theo ngược chiều kim đồng hồ sao cho vén màu chàm đậm di chuyển sang bên trái. Chú ý quan sát khi vạch màu chàm đậm dừng lại và đổi chiều di chuyển ngược lại. Tại thời điểm dừng lại của vạch chàm đậm, ta thủng thẳng quay ống ngắm để tâm ống ngắm trung với vạch màu chàm đậm lúc nảy.­ Tiếp theo, ta đọc chỉ số góc lệch của kính ngắm trên vòng tròn của giác kế.+ Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 1 ở bên trái­ Thực hiện tương tự như tìm quang phổ bậc 1 bên cần, nhưng thực hiện các bước theo chiều ngược lại. Ta tìm được góc lệch của vạch chàm đậm. 7Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ =  Dùng ảnh nhiễu xạ bậc 2 xác định bước sóng của vạch lục đậm: (k=2)+ Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 2 ở bên phải­ Đặt cách tử trên đĩa xoay trên giác kế (hơi xoay về bên trái). Mắt nhìn qua ống ngắm, ta quan sát thấy một vạch sáng trắng, xoay ống ngắm từ từ sang bên yêu cầu, quan sát thấy quang phổ bâc một, xoay tiếp cho đến khi thấy quan phổ bậc 2, khi thấy vạch màu lục đậm, ta điều chỉnh cho tâm của kính ngắm trùng với vạch lục đậm. Sau đó xoay thật dịu cách tử theo ngược chiều kim đồng hồ sao cho vạch màu lục đậm di chuyển sang bên trái. Chú ý quan sát khi vạch màu lục đậm dừng lại và đổi chiều di chuyển ngược lại. Tại thời điểm dừng lại của vạch lục đậm, ta từ từ quay ống ngắm để tâm ống ngắm trung với vạch màu lục đậm thời gian nảy.­ Tiếp theo, ta đọc chỉ số góc lệch của kính ngắm trên vòng tròn của giác kế.+ Dùng kính ngắm để tìm quang phổ bậc 2 ở bên trái­ Thực hiện tương tự nhỏng tìm quang phổ bậc 2 bên buộc phải, nhưng thực hiện các bước theo chiều ngược lại. Ta tìm được góc lệch của vạch lục đậm. = . KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .1 Xác định số vạch n trên mỗi mm của cách tử .1.1 Dùng quang phổ bậc 1: Chọn vàng = 5790( A0) Lần đo 1 255’37’0” 275’33’0” 2 255’38’0” 275’31’0” = 299 (vạch/mm) 3 255’36’0” 275’30’0” Trung = 255’37’0” =275’31’3” bình  Tính Từ công thức Suy ra: = + cotan () d()Suy ra: = + cotan () . 8Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ 0Có thể rước = 3 ASai số ( ­ ’) gồm sai số lúc ngắm và sai số lúc phát âm.  Đối với ảnh bậc 1 ta rước ( ­ ’) = 2 phút ít  Đối với ảnh bậc 2 ta đem ( ­ ’) = 4 phút (bởi ảnh mờ hơn) Từ đó ta có: = .  Vậy: = 2990.71 vạch/milimet = .1.2. Dùng quang phổ bậc 2: Lần đo 1 245’33’0” 285’33’0” 2 245’35’0” 285’31’0” = 300 ( vạch/mm ) 3 245’31’0” 285’32’0” Trung = 245’33’0” =285’32’0” bìnhChọn vàng = 5790 A0Tính Vậy: = 300 0.7 vạch/milimet 9Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ .2. Xác định bước sóng của một số vạch (màu lục đậm cùng chàm đậm) .2.1. Vạch màu chàm đậm:  Dùng quang phổ bậc 1: Lần đo 1 258’5’0” 273’3’0” 2 258’3’0” 273’2’0” = 4370,2 ( A0) 3 258’4’0” 273’5’0” Trung = 258’4’0” = 273’3’3” bình Tính (lưu ý: đối với ảnh bậc 1 ta lấy ( ­ ’) = 2 phút  Vậy: A0 .2.2. Vạch màu xanh lá cây:  Dùng quang phổ bậc 2: Lần đo 1 248’4’0” 283’4’0” 2 248’6’0” 283’5’0” = 5203,1 ( A0) 3 248’5’0” 283’7’0” Trung bình = 248’5’0” =283’5’3”  Tính (lưu ý: đối với ảnh bậc 2 ta lấy ( ­ ’) = 4 phút  Vậy: A0 10Thí nghiệm cách tử nhiễu xạ V. KẾT LUẬN  Trong giao thoa có nhiễu xạ.  Thông qua thí nghiêm ta có thể xác định được số vạch n trên từng mm của một giải pháp tử, đồng thời cũng xác định được bước sóng của một số vạch sáng màu sắc. Cách tử dùng trong thí nghiệm có n=300 vạch/ milimet Xác định được bước sóng của một số ánh sáng nhìn thấy : Vạch màu chàm tím có bước sóng là: A0 Vạch màu xanh lá cây có bước sóng là: A 11