چهارشنبه, 28 شهریور 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 
این آینه چقدر چرخیده است؟.......................................................................................بازتاب

 

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

 


این آینه چقدر چرخیده است؟

اندازه گیری زوایای کوچک با استفاده از لیزر و اپتیک هندسی


 

 

مقدمه:

وقتی که نور به یک سطح صیقلی میتابد، بخشی از آن بازتاب میشود. چگونگی بازتاب نور از سطح، پیرو قانون بازتاب است که بنابر آن، نور با زاویه ای برابر با زاویه میان راستای انتشار پرتو فرودی و خط عمود بر سطح (زاویه ی فرود)، بازتاب میشود و هم چنین پرتو تابش و بازتابش و خط عمود، همگی در یک صفحه قرار دارند. بر این اساس هرگونه تغییری در زاویه سطح بازتابنده منجر به دو برابر همان میزان تغییر در زاویه بازتاب خواهد شد.

 

 

در مواردی مانند ارتعاش شیشه ساختمان در اثر عبور کامیون، میتوان با بررسی نورهای بازتابیده از سطح، زاویه یا دامنه ارتعاش را اندازه گیری نمود. بدلیل خاصیت انتشار با واگرایی کم نور لیزر و امکان تولید آن در محدوده­ی نور مرئی، در این اندازه گیری ها میتوان از بازتاب لیزر استفاده کرد و با بررسی بازتابش در فاصله زیاد دقت ارزیابی ارتعاش یا تغییر زاویه را بالا برد.


هدف:

در این آزمایش قصد داریم با استفاده از نور لیزر و روابط مثلثاتی ساده زاویه چرخش یک آینه را محاسبه می­کنیم .


چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

نور لیزر را به یک آینه تابانده و با اندازه گیری موقعیت لکه بازتابیده بر روی پرده، زاویه چرخش آینه را تخمین می زنیم. برای این منظور به اقلام زیر نیاز داریم:

- لیزر با پایه مناسب

- آینه تخت

- خط کش


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

 

موازی کردن پرتو لیزر با میز

 

آزمایش:

-پرده ای روی دیوار نصب کرده و لیزر را پشت به پرده و با فاصله کمی از آن قرار دهید. برای افزایش دقت آزمایش، پرتو لیزر را با سطح میز موازی کنید.

-آینه تخت را با فاصله مشخص از لیزر و رو به آن نصب نمایید. دقت کنید که این فاصله (h ) در طی آزمایش باید ثابت باقی بماند.

-ارتفاع آینه را طوری تنظیم نمایید که پرتو لیزر بازتابیده از آن بر روی پرده، در راستای لیزر قرار گیرد.

 

 

 

حال بطور دلخواه، آینه را مقدار کمی حول محور قائم بچرخانید (α ) سپس محل پرتو بازتابیده بر روی پرده علامت زده و با استفاده از خط کش، فاصله آن را تا لیزر اندازه بگیرید(L ).


 

 

 

 

در ادامه، آینه را در همان جهت قبلی کمی بچرخانید (β). خواهید دید که محل پرتو بازتابي روي پرده جابجا مي شود. بطور مشابه، فاصله لکه لیزر را تا نقطه قبلی (که در مرحله قبل آن را مشخص کردید) اندازه بگیرید(d).


 

 

-به این ترتیب می توانید با استفاده از روابط زير، ميزان چرخش پرتو بازتابي را در قسمت دوم بدست آوريد:

tan β= (d+L) /h= 1m   → tan β  = d+L

tan α = L/h=1 m     →      tan α = L

Θ = β-α

-حال با توجه به اين نکته كه اگر آينه x درجه بچرخد، پرتو بازتابي X2 درجه خواهد چرخيد، میتوانید ميزان چرخش آينه را در قسمت دوم حساب كنيد. به عبارت دیگر میزان چرخش آینه در قسمت دوم برابر نصف θ می باشد.


 

به چه کار می آید:

اندازه گیری تغییر زوایای کوچک، غالبا امری دشوار بوده و با خطا همراه است که با این روش می توان تا حد زیادی دقت این اندازه گیری را بالا برد.


سؤال پیشنهاد ونکته:

- دقت اندازه گیری به چه معناست؟

- چطور می توان دقت را بالا برد؟

- توجه کنید که در هر اندازه گیری خطا و تعیین آن خیلی مهم است. در واقع فقط با دانستن خطا، تعداد رقم بعد از اعشار معنی پیدا می کند.

- توجه داشته باشید در این آزمایش، دقت در تغییر زاویه است و اندازه خود زاویه اولیه را نمی توان بطور دقیق اندازه گیری کرد.


آزمایشهای مرتبط:

 

یک مترلیزری بسازید!

چگونه میتوانید ارتعاش محیط اطرافتان را ببینید؟

 


بیشتر بدانید:

فاصله سنجی – بازتابش نور

 


 

 

 

 

 

 

بازگشت


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