objectif

Pour utiliser un laser pour compter le nombre de lignes sur un CD.

On a besoin de...
  • Une source de lumière laser aiment un laser de laboratoire d'indicateur rouge de laser ou de lycée ; idéalement la longueur d'onde du laser est connue exactement (habituellement autour 665 nanometres et écrit sur le laser).
  • Tout réseau de diffraction. par exemple : papier d'emballage de « arc-en-ciel » de mylar, un CD audio ordinaire, ou un réseau de diffraction de lycée de ligne connue nombre.
  • Une mesure de bande ou une règle.
  • Une table avec un stand simple d'équipement de chimie pour monter le laser.
  • Lisez-en plus au sujet de cette activité au biograph de Bertram Neville Brockhouse...

    ce qui à faire

    Établir la source de lumière laser et le râpage de cible (par exemple : le côté de « arc-en-ciel » d'un CD audio) suivant les indications du diagramme ci-dessous. L'écran ou le mur doit être perpendiculaire au râpage sur la table. Employer un angle d'incidence très bas pour la source-quelque part légère autour de 5 et 20 degrés. (Garder un angle peu profond vous laisse ignorer des mesures d'angle pour les calculs qui viennent plus tard.)

    Laser setup. Click to enlarge.

    Tourner vers le bas les lumières dans la chambre, alimenter le laser et tourner le râpage jusqu'à ce que vous obteniez une série de points rouges de laser sur le mur, tableau noir, une feuille, ou n'importe quoi perpendiculaire à la table. Vous pourriez vouloir mettre des marques sur cet écran plus tard quand vous faites les mesures. Vous pouvez devoir tourner le laser dans le stand et généralement violon avec des choses pour l'obtenir droit.

    Le premier point sur le mur s'appelle le point « spéculaire » et est juste la réflexion directe du rayon laser du CD. Le reste des points au-dessus de lui sont provoqués par diffraction ainsi vous commencez la numérotation à partir du premier de ceux. La tache spéculaire est la tache « zéro ». Vous pourriez devoir ajuster l'angle de la lumière de laser entrante pour obtenir la série de points pour apparaître. D'ailleurs, vous avez besoin d'une source de lumière laser pour cette expérience parce que la lumière de laser est collimatée qui signifie que toute la lumière est bien redressée dehors dans un faisceau plein. Noter que Brockhouse a dû utiliser des collimateurs dans son spectromètre de neutron. Ni votre expérience ni travail de volonté de Brockhouse sans faisceaux collimatés.

    Après que vous puissiez voir les points vous devez faire quelques mesures. Tout d'abord, vous devez établir la ligne de base, qui est l'endroit sur l'écran qui est la même taille que la surface supérieure du CD sur la table. Dessiner la ligne de base sur le mur. Mesurer ce qui suit :

    L (la longueur de la tache de laser sur le CD au mur ou à l'écran de projection.) __________

    __________ du ho (la taille de la ligne de base à la plus basse tache rouge sur le mur.)

    (la taille de la ligne de base à la deuxième tache rouge sur le mur.) __________ h1

    (la taille de la ligne de base à la troisième tache rouge sur le mur.) __________ h2

    (la taille de la ligne de base à la quatrième tache rouge sur le mur.) __________ h3

    … et tous autres points que vous voulez. (Note : si vous obtenez seulement h0 et h1 qui est assez)

    Vous devez également savoir l'un ou l'autre :

    l (lambda, la longueur d'onde du laser) __________

    __________ de d (l'espacement du râpage)

    Si vous savez le nombre de lignes dans le réseau de diffraction (ou le CD), vous pouvez impliquer la longueur d'onde de la lumière de laser. Si vous savez la longueur d'onde, vous pouvez figurer dehors combien de lignes dans le râpage. Employer les formules :


    Dans le spectromètre triple de l'axe de Brockhouse il pourrait faire ces mesures dans 3 dimensions, plus He a également mesuré la variation dans l'énergie du faisceau neutron qui lui a indiqué davantage au sujet de la vibration des atomes dans des solides. En utilisant les techniques semblables, les physiciens à semi-conducteurs emploient des faisceaux de rayonnement pour mesurer les propriétés physiques comme l'espacement des atomes dans des cristaux.

    Dans votre expérience, essai tournant les 90 discordants ce qui arrive aux points sur l'écran ? S'il vous rend curieux pourquoi ils forment un arc, vous pourriez vouloir découvrir plus au sujet de la physique solide.



    Retournez à la liste d'activités...