O příspěvku

Tématické zařazení

Klíčová slova

Použití

  • SŠ/VŠ

Pomůcky

  • S opravdu jednoduchými pomůckami
  • S jednoduchými pomůckami
English translation

Dva pokusy s cd-mriežkou

Baník I.

V článku sú stručne opísané dva jednoduché optické experimenty s CD platňou, ktorej záznamové pole reprezentuje pomerne kvalitnú odraznú optickú mriežku. Pokusy umoňujú vhodne zviditeľniť svetelné pole difragovaných lúčov.

Pokus 1

Experimentálna zostava je znázornená na obr. 1. Zdrojom svetla je obyčajná vrecková elektrická lampa L s reflektorom. Jej svetelný zväzok nasmerujeme na štrbinu Š vymedzenú napr. nejakými bežnými predmetmi z domácnosti. Môžu to byť dve knihy, dve čajové krabičky, dva CD-obaly a pod. Vymedzený svetelný zväzok dopadá na vhodné miesto záznamového poľa CD platne. Podložením lampy možno dosiahnúť zviditeľnenie odrazených difragovaných lúčov na papieri P umiestnenom na stole. Fixovanie CD platne vo zvislej polohe je veľmi jednoduché. CD platňa je svojim stredovým otvorom nasunutá na koniec ceruzy C prečnievajúci nepatrne za okraj stola.

Baník I.: Dva pokusy s cd-mriežkou - image002.jpg

Obr. 1

Keďže zdroj poskytuje zložené svetlo, difragované lúče vykazujú spektrálne sfarbenie, Výnimkou je len odrazený zväzok prislúchajúci nultému maximu. Ak zmeriame uhol niektorého z difragovaných lúčov pri kolmom dopade svetla na CD platňu, môžeme vlnovú dĺžku určiť zo vzťahu

(1)

 Baník I.: Dva pokusy s cd-mriežkou - image004.gif

kde i je rád max O1O2 = 1,6 μm (mikrometra)  je príslušná mriežkova konštanta CD mriežky, ktorú vypočítame zo známej hustoty záznamových stôp CD platne rovnej 625 stôp na milimeter.

Ak zmeriame uhol α1 prislúchajúci prvému maximu i = 1, bude pre vlnovú dĺžku platiť

(2)

 Baník I.: Dva pokusy s cd-mriežkou - image006.gif.

Pokus 2

Pri tomto pokuse je CD platňa položená na stole (obr. 2). Nad ňou je postavený papierový oblúkovitý kryt P s neveľkým otvorom O v strede papierového listu. Okraje papiera sú na stole fixovaní pomocou dvoch kníh K.  Cez otvor O v papieri  dopadá na záznamové pole CD platne svetelný lúč vysielaný laserom, alebo vreckovou elektrickou lampou. Na papieri pozorujeme vznik  svetelných stôp prislúchajúcich jednotlivým svetelným maximám (obr. 3).  Difragovanné lúče ležia v jednej rovine kolmej na smer záznamových dráh na príslušnom mieste CD platne. Najvhodnejšie miesto pre dopad svetla na CD platňu je oblasť blízko vonkajšieho okraja záznamového poľa CD platne.

Baník I.: Dva pokusy s cd-mriežkou - image008.jpg

Obr. 2

V zobrazenej konštelácii na papieri nevidíme svetelnú stopu prislúchajúcu nultému maximu. Je to tak preto, že príslušný lúč vystupuje otvorom v papieri. Ak však dopadajúci lúč nepatrne vhodne nakloníme, objaví sa vedľa otvoru aj stopa prislúchajúca nultému maximu. Tá je pochopiteľne najintenzívnejšia.

Baník I.: Dva pokusy s cd-mriežkou - image010.jpg

Obr. 3

Literatúra:

[1] I. Baník, R. Baník:  Meranie vlnovej dĺžky svetla pomocou CD platne, MFI 5, 1996, s. 26-29

Článok vznikol s podporou ESF a grantu KEGA