☰ Mundarija · Fizika

Panjara bilan o‘lchash va dispersiya

Darslar 26–27 · 2 ta dars · N. Sh. Turdiyev, K. A. Tursunmetov, A. G. Ganiyev, K. T. Suyarov, J. E. Usarov, A. K. Avliyoqulov. Fizika 11-sinf, 1-nashr. «Niso Poligraf» nashriyoti, Toshkent, 2018
26

Laboratoriya ishi: Difraksion panjara yordamida yorug‘lik to‘lqin uzunligini aniqlash

Darslik: 96–97-betlar
MaqsadDifraksion panjara yordamida yorug‘lik to‘lqin uzunligini aniqlash usulini bilish: λ = d·y/(n·x), o‘rtacha qiymat va xatoliklarni hisoblash.
Yangi so‘zlar
panjara doimiysi · grating constantspektr tartibi · spectral orderabsolut xatolik · absolute errornisbiy xatolik · relative error
Tushuntirish

Ishning maqsadi — yorug‘likning to‘lqin uzunligini difraksion panjara bilan o‘lchash. Qurilma: panjara (davri d ma’lum, masalan 10 μm yoki 20 μm), cho‘g‘lanma lampa, o‘rtasida tor tirqishi bo‘lgan qora ekran va millimetrli chizg‘ichli uzun reyka. Panjara orqali tirqishga qaralganda tirqishning ikkala tomonida 1-, 2-, … tartibli spektrlar ko‘rinadi. Tirqishdan tanlangan rangning n-tartibli chizig‘igacha bo‘lgan masofa y, panjaradan tirqishli ekrangacha masofa x o‘lchanadi. Burchak kichik bo‘lganda (y ≪ x) sinφ ≈ tgφ = y/x, shuning uchun d·sinφ = nλ dan λ = d·y/(n·x). O‘lchashni har bir rang uchun bir necha tartibda va o‘ng-chap tomonlarda takrorlab, λ_o‘rt, absolut xatolik Δλ = |λ_o‘rt – λ| ning o‘rtachasi va nisbiy xatolik ε = Δλ_o‘rt/λ_o‘rt ni hisoblaymiz. Natijani jadvalga yozamiz. Xavfsizlik: faqat o‘quv lampasi; Quyoshga va lazerga qaramang; lampani tarmoqqa ulashni o‘qituvchi bajaradi.

Namunalar
d = 10 μm, x = 50 cm. Qizil nurning 1-tartibli chizig‘i y = 3,5 cm da: λ = d·y/(n·x) = 10⁻⁵·0,035/(1·0,5) = 7·10⁻⁷ m = 700 nm. 2-tartibda y = 7,0 cm: λ = 10⁻⁵·0,07/(2·0,5) = 700 nm — natija mos keladi.
Uchta o‘lchash: 680, 700, 660 nm. λ_o‘rt = (680 + 700 + 660)/3 = 680 nm; chetlanishlar 0, 20, 20 nm, Δλ_o‘rt ≈ 13 nm; ε ≈ 13/680 ≈ 2 %.
Sinfda faoliyat

Jadval shablonini chizing: rang, x (mm), y (mm), n, λ (nm), λ_o‘rt, Δλ, ε. Yuqoridagi misol sonlari bilan to‘ldiring. Haqiqiy ishni maktab laboratoriyasida bajaring; uyda lampa bilan CD sirtidagi spektrni kuzatishingiz mumkin, lekin Quyoshga to‘g‘ri qaramang.

Mashq
1
Tajribada qaysi taqribiy tenglikdan foydalaniladi va qachon u to‘g‘ri?
2
d = 10 μm, n = 1, x = 50 cm, y = 3,5 cm. λ necha nm?
3
d = 10 μm, n = 2, x = 50 cm, y = 7 cm. λ necha nm?
4
Nima uchun markaziy maksimum oq, yon tomonlarda esa spektr hosil bo‘ladi?