Laserové ukazovátko

Vlasta Podlahová

Toto ukazovátko jsem si oblíbila, jeho použití je velmi jednoduché, je rychle připraveno k práci. Stačí vyjmout z pouzdra naplnit bateriemi a ihned používat. Bylo mi dodáno podle objednávky i s příslušenstvím a brožurkou s návodem. Ten obsahuje i popis jednoduchých pokusů. Další skutečností, která usnadňuje práci, je možnost použití a využití pomůcek z optických soustav. Ukazovátko lze užívat k demonstračním pokusům, ale i k zajímavým pokusům motivačním.

Uvedu několik možností:

- průchod světla různým prostředím

- odraz a lom světla

- interference světla na optické mřížce

- určení vlnové délky světla

Průchod světla

- barevnými filtry a zjistit, která barva červené světlo laseru propouštějí, které nepropouštějí

- různými materiály: sklo čiré, sklo matné, sklo barevné, sklo broušené, plastové láhve naplněné různými tekutinami, k zviditelnění paprsku ve vodě stačí přidat třeba trošku sušeného mléka nebo i nečistotu, paprsek je vidět, prochází-li zakouřeným prostředím

Odraz a lom světla

- porovnat odraz světla na zrcadle, na jiné hladké ploše, na hrubé ploše

- na vodní hladině, úplný odraz na hladině vody

- ověření zákona odrazu a lomu pomocí optické soustavy

- úplný odraz na odrazném hranolu

Interference světla

- je možno ukázat i na malé mezeře mezi žiletkami

- na optické mřížce z jiných optických soustav

Průchod světla laserového paprsku

V příslušenství ukazovátka jsou tři filtry: červený, modrý a zelený, Zjistíte, že modrým filtrem je světlo pohlcováno. Ověřit to pak lze na předmětech denní potřeby.

Velice pěkně je vidět rozdíl mezi průchodem paprsku čirým prostředím, např sklo, plastové láhve od nápojů, a mléčným sklem. Zde je efektní rozptyl světla, světlo pak prosvítí celý předmět.

Může se osvítit předmět z broušeného skla. Vznikají zajímavé efekty rozptylem světla a mnohonásobnými odrazy na broušených hranách.

Paprsek není běžně vidět, jsou-li v prostředí jemně rozptýlené částečky prachu, kouře, světelný paprsek je zviditelněný. Přidáme-li do vody jemné částice, např sušené mléko, můžeme chod paprsku vidět.

Pak lze zkoušet, jak paprsek prochází různými tekutinami. Můžeme použít známé nápoje: mléko, džus, limonády, sifon.

Odraz a lom světla

Paprsek je velice málo rozbíhavý, vytváří i na vzdálené ploše jen ma­lou plošku. Je tedy možno porovnat odraz na zrcadle, na hladké ploše a na ploše méně hladké. Po odrazu vytváří paprsek ostrou nebo rozostřenou skvrnku.

Bude-li paprsek ve vodě vidět, vlivem přítomnosti rozptýlených částic, je možno ukázat odraz na hladině. Svítíme zespodu na hladinu (obr. 1).

Bude-li vzduch nad hladinou obsahovat kouř, je v něm paprsek vidět a pokus lze provádět i nad hladinou (obr. 2).

Pak lze na hladině zviditelnit lom od kolmice i ke kolmici. Je možno ukázat i úplný odraz (obr. 3).

Na odrazném hranolu z jakékoliv optické soupravy se dobře předvede chod paprsku při úplných odrazech.

Také jakoukoliv optickou soustavu je možno použít na ukázky lomu od kolmice, ke kolmici i úplný odraz (obr. 4).

Interference světla

Laserový paprsek je nejlépe využitelný na ukázku interference světla. Stačí mezera mezi dvěma žiletkami (nejlépe, když se mezera mírně rozšiřuje) a můžete předvést celou řadu interferenčních maxim. K doplňkům je dodávána interferenční mřížka s velkou vzdáleností maxim. V soupravě „Apolda“, kterou škola před léty pořídila, jsou další dvě mřížky a tak mohu ukázat další závislosti.

Měření vlnové délky světla

K ukazovátku je dodávaná mřížka, která má vzdálenost mezi štěrbinami d = 1,33∙10^-6, a tudíž vzdálenost maxima nultého a prvního řádu je dostatečně velká a lze ji dobře měřit. Vlnovou délku vypočítáme podle vztahu λ = d·x/l, kde l je vzdálenost mřížky od stínítka a x je vzdálenost maxima 1. řádu od maxima 0. řádu (obr. 5).

V našem měření bylo x = 0,4 m, l = 0,8 m, takže vlnová délka je 665 nm.

Použitá literatura:

[1] Pokusy a demonstrace s laserovým ukazovátkem (návod firmy ARKUS)