سه شنبه, 01 آبان 1397

به سـایـت هـیـجـان بـا نـور و لـیـزر خـوش آمـدیـد

بـخـش آزمـایـشـگـاه را حـتـما مـشـاهـده کـنـیـد

مـنـتـظـر نـظـرات شـمـا هـسـتـیـم

سوالات خود را از طریق بخش "از متخصص نور بپرس" ارسال کنید

اگر ایده ای دارید در بخش "کار های شما" می توانید برای ما ارسال کنید

 خــــوش آمـــــدیـــــــد 
آب چه تاثیری بر طرح پراش یک توری دراد؟........................................................................پراش

 

استفاده از مطالب این سایت، بدون ذکر منبع، مجاز نمی باشد.


آب چه تاثیری بر طرح پراش یک توری دارد؟

اندازه گیری ضریب شکست با استفاده از پراش


 

مقدمه:

توری پراش نوعی قطعه ی اپتیکی است که از خطوطی ریز و نزدیک تاریک و روشن و یا از پستی و بلندیهای شفافی تشکیل شده و طبق نظریه ی پراش، طول موجهای مختلف را جدا می کند. در توریهای عبوری، نور هنگام عبور از توری با رابطه زیر پراشیده خواهد شد:

a = m λ/ sinθ

که دراین رابطه a گام توری و θ زاویه پراش مرتبه m ، یعنی m امین لکه روشن نور روی پرده نسبت به راستای اولیه نور است. بنابراین در پراش نور در عبور از توری، بسته به طول موج نور و تعداد خطوط توری، بخشی از نور در امتداد اولیه ادامه مسیر می دهد که مرتبه صفرم پراش است و بخشهای دیگر نسبت به امتداد اولیه زاویه های متفاوتی پیدا می کنند و مراتب بالا تر را تشکیل می دهند. زاویه انحراف بسته به مرتبه پراش متفاوت بوده و به طول موج نور نیز بستگی دارد. از سوی دیگر طول موج نور به ضریب شکست محیط وابسته است، بنابراین میتوان نتیجه گرفت که وقتی پرتو پس از پراش از توری وارد یک مایع شود، زاویه آن تغییر میکند. با استفاده از نسبت دو طول موج مربوط به نور لیزر در هوا و آب می­توان ضریب شکست آب را تعیین کرد. در این آزمایش با استفاده از پراش، ضریب شکست آب تعیین می­شود.


هدف:

در این آزمایش قصد داریم یک توری پراش با تعداد شیارهای معلوم را در ظرف آب قرار داده و با اندازه گیری زاویه پراش مرتبه اول و مقایسه آن با مقدار زاویه در هوا، ضریب شکست آب را محاسبه نماییم.


چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

برای اندازه گیری زاویه پراش یک توری در آب و محاسبه ضریب شکست آن، به اقلام زیر نیاز داریم:

-لیزر با پایه مناسب

-توری پراش با تعداد شیارهای معلوم

-آکواریوم

-کاغذ شطرنجی


برای انجام علمی تر آزمایش و افزایش دقت این روشها به شما کمک می کند:

-اندازه گیری زاویه


آزمایش:

-توری پراش را روی پایه مناسب گذاشته و مقابل لیزر قرار دهید. با روشن کردن لیزر، سه لکه روشن بر روی پرده مشاهده میکنید که طرح پراش مرتبه اول هستند.

- قبل از هر چیز بایستی گام توری (a) را محاسبه کنید. به این منظور، فاصله دو لکه سمت راست و چپ را اندازه گرفته و مقدار آن را بر دو تقسیم کنید .(x) سپس فاصله توری تا پرده را نیز اندازه گرفته (y) و با استفاده از رابطه های tan(θ)=x/y و a = λ/ sinθ مقدار a را محاسبه کنید. در رابطه ی گام توری، λ طول موج نور درمحیط انتشار میباشد که در این قسمت آزمایش، هوا است.

 

 

- حال آکواریوم را پر از آب کرده و بین توری و پرده قرار دهید. دقت داشته باشید آکواریم از توری و پرده فاصله نداشته باشد چون در اینصورت بخشی از مسیر نور پراشیده در هوا بوده و در نتیجه ی آزمایش، خطا ایجاد خواهد کرد.

 

- با قرار دادن آکواریوم، می بینید که لکه های پراش مرتبه اول، روی پرده جابجا میشوند. این مسئله ناشی از اختلاف ضریب شکست آب و هوا و کوتاهتر شدن طول موج می باشد. برای مشاهده این لکه ها در داخل آکواریوم، میتوانید چند قطره شیر کم چرب داخل ظرف آب بریزید و یا یک پارچه سفید (یا هر وسیله دیگری که بتواند لکه ها را بخوبی آشکار سازد) در سطح داخلی آکواریوم بچسبانید تا لکه ها بطور واضح دیده شوند.

- دوباره کمیت های x و y را اندازه گیری کرده و مطابق رابطه پراش، مقدار λ را محاسبه کنید. به این ترتیب ضریب شکست آب را نیز میتوانید بدست آورید.

به چه کار می آید:

اندازه گیری تغییرات در ضریب شکست مایعات


سؤال پیشنهاد ونکته:

- فکر می کنید دقت اندازه گیری تغییر در ضریب شکست به چه عواملی بستگی دارد؟

- چطور می توان دقت را افزایش داد؟

- اگر مایع تغییر تدریجی ضریب شکست داشته باشد می توانید این تغییرات را ثبت کنید.

- از این پدیده در کوپل کردن نور در موجبر استفاده می شود. می توانید در مورد آن تحقیق کنید.


آزمایشهای مرتبط:

عنکبوت هم میتواند رنگین کمان بسازد!

چگونه میتوان فاصله شیارهای توری پراش را اندازه گرفت؟

 

بیشتر بدانید:

پراش- شکست نور

 

 

 

 

 

بازگشت


Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info