Лазер долгионы уртыг хэмжих: 4 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Сайн байцгаана уу, өөр нэг заавартай сургалтанд урьж байна! Энэ удаад би үдэш эсвэл амралтын өдрүүдэд хийж болох үнэхээр хялбар зааварчилгаа өгөхийг хүссэн юм. Спектрофотометрийн чиглэлээр үргэлжлүүлэн суралцаж байхдаа би дифракцийн сараалж, монохроматорыг туршиж үзсэн бөгөөд "Янгийн давхар ангархай туршилт" дээр бүдэрсэн. Энэ бол гэрэл хэрхэн яаж долгионоор дамждаг, янз бүрийн долгионы урттай гэрлийн дифракцийн нөлөөг харуулдаг гайхалтай ажиглалт юм.

Би туршилтаа давтаж, зарим лазер заагчаар хэрхэн ажилласныг олж мэдээд туршилтаа үр дүнтэй болгож чадах эсэхийг олж мэдэхээр шийдлээ.

Алхам 1: Урьдчилсан нөхцөл ба аюулгүй байдал

Лазерууд үнэхээр дажгүй боловч үргэлжлүүлэхээс өмнө анхааруулж байна! Лазер эсвэл хүчтэй хосолсон туяаг харах нь таны нүдийг сохлох болно. Болж өгвөл нүдээ гэмтээхгүйн тулд өнгөт шүүлтүүр бүхий хамгаалалтын шил ашиглахыг зөвлөж байна.

Лазер заагчийг ихэвчлэн "муурны тоглоом" болгон зардаг бөгөөд би муураа шоолох дуртай байсан ч ногоон өнгийг маш хүчтэй (харахад хэтэрхий гэрэл гэгээтэй) олсон. Тэд мөн 5 мВт -аас бага хүч чадалтай гэж мэдэгдэж байгаа боловч өнгө бүрийн эрчмийн хооронд маш их ялгаа байгааг олж мэдэв (үүнийг хэмжихийн тулд оптик цахилгаан тоолуур хийж болно.) Шошго нь бодит байдалтай нийцэж байгаа гэдэгт би эргэлзэж байна, үүнийг бид долгионы уртыг хэмжихдээ удахгүй олж мэдэх болно.

Би туршилт хийхийн тулд дараахь материалыг худалдаж авсан.

• x3 лазер заагч (улаан, ногоон, цэнхэр)
• Хариулах индэр
• Дифракцийн сараалжтай слайд (мм тутамд 500 шугам)
• Цаас, үзэг
• Бульдог бариул
• Хэмжих захирагч
• Хамгаалалтын шил

Алхам 2: Тоног төхөөрөмжийн тохиргоо

Ландер заагч нь дифракцийн тор руу чиглэсэн байхаар индэрийг тохируулах ёстой. Лазер нь сараалжаар дамжин өнгөрч, доод талд (дэлгэц) дээр цаасан дээр тусгагдах болно. Үүнийг тохируулахын тулд дараах энгийн алхмуудыг дагана уу.

1. Дэлгэц хийхийн тулд индэрний доод талд цаас байрлуул
2. Retort stand -ийн доод гарыг тавиураас 10 см орчим өндөрт тавь
3. Дифракцийн сараалжийг доод гартаа бэхлээд бульдог бариулаар бэхлээрэй
4. Дээд гараа дифракцийн сараалжны дээгүүр тавь (сараалж дээрх зай хамаагүй)
5. Лазерыг дээд гарт бэхлээрэй, ингэснээр туяа нь дифракцийн тороор дамжина
6. Хамгаалалтын хэрэгслээ тавиад, дараа нь лазер харвахад бэлэн боллоо!

Алхам 3: Туршилт хийх

Лазерын долгионы уртыг олохын тулд та ирмэг хоорондын зайг хэмжих хэрэгтэй. Үүнийг хийхийн тулд энэ аргыг дагана уу.

1. Лазерууд цаасан дээр (дэлгэц) цохиход гэрлийн цэгүүд гарч ирдэг үзэг ашиглан бичээрэй (эдгээрийг хуруу гэж нэрлэдэг). Дунд болон хоёр талд байгаа хэсгийг заавал бичээрэй.
2. Өнгө бүрийн хувьд 1 -р алхамыг давтаж, цаасан дээрх ирмэгийг тэмдэглээрэй
3. Үүнийг бүх лазеруудад хийсний дараа дунд талын ирмэг ба хажуугийн 1 -р ирмэгийн хоорондох зайг хэмжинэ (үүнийг 1 -р эрэмбийн зах гэж нэрлэдэг).

(Зураг болон миний үр дүнд бичсэн зүйлсийн хооронд хожим нь зөрүү байгааг та анзаарах болно. Энэ нь хэмжилтийн тодорхой бус байдлыг тодорхойлохын тулд би үүнийг хэд хэдэн удаа хийсэнтэй холбоотой юм).

Гэхдээ энэ нь долгионы урттай ямар холбоотой вэ? Тэгшитгэл нь lambda = (a * x) / d бөгөөд энд 'lambda' нь долгионы урт нь метрээр, 'a' нь дифракцийн сараалж дахь ангархай хоорондын зай, 'x' нь захын тусгаарлалт ба 'd' юм дэлгэц ба сараалж хоорондын зай. Энэ бүхэн нь долгионы уртыг өгөх тэгшитгэлийг орлуулах боломжтой юм.

Гэхдээ та "a" гэж юу болохыг би яаж мэдэх вэ? "Гэж асууж магадгүй юм. Хэрэв бид сараалж нь мм тутамд 500 'шугамтай гэдгийг мэддэг бол энэ нь нэг метр тутамд 500,000 шугамтай гэсэн үг юм. Хэрэв бид 1м -ийг 500,000 шугамаар хуваах юм бол тэдгээрийн хоорондох зай 2 мкм болно. Одоо x ба d -ийн тусламжтайгаар долгионы уртыг тооцоолж болно.

Эдгээр бүх зайг метрээр хэмждэг гэдгийг санаарай. Долгионы уртыг ихэвчлэн нано метрээр (10^-9 м) илэрхийлдэг тул та хариултаа нано метр болгон хөрвүүлэх эсвэл 10^-9-ээс хэд дахин хурдан илэрхийлэхийг хүсч байгаа эсэхийг бодох хэрэгтэй.

Алхам 4: Үр дүн

Дээрх графикийг гаргахын тулд би энэ туршилтыг давтан хэлэв. Хүснэгтэнд та хоёр мөрийг харж болно (мин ба хамгийн их). Эдгээр нь лазер дээр тусгагдсан хамгийн их ба хамгийн бага долгионы урттай тул зөв хариулт авсан эсэхийг харахын тулд би долгионы урт нь ямар байх ёстойг мэддэг байсан.

Тооцооллыг харахад миний хэмжилт хамгийн их ба хамгийн бага хязгаарт байдаггүй, гэхдээ тэдгээр нь дор хаяж нийцдэг. Хэмжсэн ба хүлээгдэж буй хоёрын зөрүү 4% -10% хооронд байв. Би тодорхой бус байдлын бүрэн хэмжилт хийгээгүй боловч хэмжилтийн техникээр тодорхойгүй байдал үүсэх нь тодорхой байна (өөрөөр хэлбэл дэлгэц хүртэлх зайг төгс перпендикуляр биш гэх мэт). Тооцоогүй алдаатай байсан ч энэ нь бодит долгионы уртыг үнэн зөв илэрхийлж, давхар ангархай туршилтыг төгс харуулсан гэдэгт би итгэж байна.

Хэрэв та Excel -ийн файлыг хавсаргасан үр дүнг харахыг хүсч байвал өөрийн хэмжилтийг хийж болно. Би одоо линз, гэрэл тусгагчтай тоглож байна, хэрэв танд энэ талаар заавар өгөх зүйл байгаа бол надад хэлээрэй, мөн энэ хурдан зааварчилгааны талаар сэтгэгдлээ надад хэлээрэй.