2° Turno – Dal 9 all’11 luglio 2012
Interferenza e diffrazione
COSTRUTTIVA
Onde in fase
INTERFERENZA
Sovrapposizione di due o più impulsi
DISTRUTTIVA
Onde in opposizione di fase
DIFFRAZIONE
Propagazione continua dell’onda
al di là di un ostacolo
Laser
Fenditura
Sensore di
luce
DIFFRAZIONE e
INTERFERENZA
Distanza fenditura/sensore = 85 cm
λ=
Apertura fenditura = 0,04 cm
y·a
m·D
Distanza 1 tra due minimi = 2,554 cm
λ1 = 601 nm
Distanza 2 tra due minimi = 2,606 cm
λ2 = 613 nm
Distanza fenditura/sensore = 85 cm
Apertura fenditura = 0,08 cm
y·a
λ=
m ·D
Distanza 1 tra i primi due minimi = 1,328 cm
λ1 = 625 nm
Distanza 2 tra i primi due minimi = 1,251 cm
λ2 = 588 nm
Distanza fenditura/sensore = 85 cm
Apertura doppia fenditura = 0,04 cm
y·d
λ=
n ·D
Distanza tra i primi due minimi = 2,616 cm
λ1 = 615 nm
INTERFEROMETRO
Laser
Specchio
semi-riflettente
Specchi
riflettenti
Lente
focale
Interferometro
Per ricavare la lunghezza d’onda del raggio laser calcoliamo la
differenza tra la distanza finale e quella iniziale tra lo specchio e la
sorgente.
Durante lo spostamento dello specchio si conta il numero di frange
d’interferenza distruttiva proiettate sul muro dal laser, che
rappresentano i minimi.
Utilizzando la formula nλ = 2 Δd si può ricavare la lunghezza
d’onda:
2Δd
λ=
n
NONIO
Esperimenti
λ=
2Δd
1)
n=56
d0=9,134mm
dF= 9,152mm
2)
n=102
d0=9,090mm
dF= 9,121mm
Quindi λ = 643nm
Quindi λ = 608nm
3)
n=95
d0=9,110mm
dF= 9,140mm
4)
n=158
d0=9,091mm
dF= 9,141mm
Quindi λ = 632nm
Quindi λ = 633nm
n
Osservazioni sugli errori
Ogni rilevazione per quanto accurata presenta sempre un errore.
Per calcolare l’errore assoluto sulla misura della lunghezza d’onda ci siamo
serviti dell’errore assoluto sulle singole misurazioni, cioè numero di
interferenze distruttive e differenza della distanza.
Essendo la differenza della distanza data da una sottrazione tra 2 misurazioni
affette da errore, per calcolare l’errore assoluto su questa differenza si devono
sommare i due errori assoluti delle misurazioni.
Errore assoluto interferenze distruttive
e= ± 2 frange
Errore assoluto differenza distanza
e= ± 0,002mm (sensibilità strumento)
Siccome la distanza che avevamo utilizzato per l’esperimento era la metà di
quella percorsa dal raggio l’errore assoluto sul totale della differenza della
distanza è il doppio, cioè ±0,004mm.
Più significativo dell’errore assoluto è l’errore relativo poiché è riferito
all’ordine della grandezza misurata.
Tramite l’errore relativo su queste due misurazioni è stato possibile risalire
all’errore assoluto sul calcolo della lunghezza d’onda, obiettivo di questo
esperimento.
Il risultato con errore di una delle nostre misurazioni, in questo caso la terza, è
stato:
λ sperimentale= (632 ± 55) nm
λ teorica= 633 nm
Polarizzazione
Selezionare una sola componente della luce che oscilla in un solo piano.
Esperimento di Malus
Si opera utilizzando una lente polarizzante che seleziona
la luce in una sola direzione e un’altra che, ruotata di un
determinato angolo compie un’ulteriore selezione.
Raccogliendo dati si ottiene un grafico che rappresenta
la variazione dell’intensità luminosa in funzione dell’angolo
di rotazione tra le due lenti.
cos²α =
I1
Io
Sorgente
luminosa
Filtri
polarizzanti
Sensore di
luce
POLARIZZAZIONE
(cos²α)esponente =
I1
Io
(cos²α)esponente =
I1
Io
L’intensità raggiunge valori maggiori perché abbiamo avvicinato il sensore alla sorgente
Pietro
Andrea
Giulia
Lorenzo
Franco