RMPh 2012, Експеримент — Задача 2
Romanian Master of Physics 2012
Внимание: Бележка към темата
Полученият български оригинал съдържа условия и непопълнени отговорни листове, но няма ключ или измерени данни. Условията 1.c и 2.c и съответните отговорни листове на стр.11 и13 отпечатват най-малко три петна при 90 cm; пет петна се изискват при 30 cm в 1.a и 2.a. Повреденото начало на h на стр.3 и символът □ са представени буквално; ясното P(0,0,0) от стр.8 не е използвано за мълчалива поправка. Поредицата ln10 = 2.5 8.31 × 3 = 25 също е отпечатана така. Запазени са изписванията „по същият начин“, „мехънизъм“, „налюдавате“ и „съсзелена … след от“ от оригинала.
Условие
Целите на експерименталната задача са:
- определяне на константата на дифракционна решетка
- определяне на дължината на вълната на лазерна показалка със зелена светлина
- определяне на специфични характеристики на някои „странни огледала”, направени от тънък пластмасов лист с отражателен слой, които пораждат множество отразени лъчи от падащия лъч
Експериментална установка
На масата ще намерите:
- разграфен екран (А) за наблюдаване на светлинни точки
- Т-образна линия (В), върху която се подреждат оптичните елементи
- две лазерни показалки с червена и зелена светлина (дължината на вълната на червената светлина е 650 nm)
- дървено кубче (С) за закрепване на дифракционната решетка
- дървено кубче (D), в което да се постави лазерна показалка
- дървено кубче (Е) за закрепване на две „странни огледала”, означени с 1 и 2
ВНИМАНИЕ
Не насочвайте лазерния лъч директно към очите си или към някого! Не докосвайте излъчващия край на показалката, дифракционната решетка или „странните огледала”, защото ще ги повредите!
Ще трябва да наблюдавате положенията на различни петна върху разграфения екран и да отчитате положенията им с точност 1 mm. Когато поставите лазерната показалка в кубчето D, бутонът за включване/изключване автоматично ще се натисне и показалката ще свети.
Задача 1
Поставете дифракционната решетка на d1 = 30 cm и използвайте червена светлина.
1.a. Наблюдавайте най-малко пет петна на екрана и запишете техните положения.
1.b. Определете константата на дифракционната решетка и уточнете големината на грешката при измерването.
1.c. Променете разстоянието на d2 = 90 cm и наблюдавайте най-малко три петна на екрана и запишете техните позиции.
1.d. Определете константата на дифракционната решетка, използвайки горните измервания и уточнете големината на грешката при измерването.
Задача 2
Поставете дифракционната решетка на разстояние d1 = 30 cm и използвайте зелената светлина.
2.a. Наблюдавайте най-малко пет петна на екрана и запишете техните положения.
2.b. Определете дължината на вълната на зелената светлина и уточнете грешката при измерването.
2.c. Променете разстоянието на d2 = 90 cm и наблюдавайте най-малко три петна на екрана и запишете техните позиции.
2.d. Определете дължината на вълната на зелената светлина, използвайки тези стойности и уточнете големината на грешката при измерването
Задача 3
Поставете показалката със зелена светлина, така че светлината да достига екрана след отражение от „странното огледало”, означено с 1.
3.a. Нагласете системата, така че да можете да налюдавате най-малко две петна и запишете техните позиции. Направете измерванията за най-малко три разстояния огледало-екран в интервала 25-40 cm.
3.b. Нарисувайте диаграма на своята експериментална установка.
3.c. Използвайки получените данни, определете тази специфична характеристика на „странното огледало” 1, която му позволява да отразява един лъч в множество лъчи.
Поставете показалката съсзелена светлина, така че светлината да достига екрана след от „странното огледало”, означено с 2.
3.d. Нагласете системата, така че да можете да налюдавате най-малко две петна и запишете техните позиции. Направете измерване, аналогично на тези в подточка 3.а за едно разстояние в интервала 25-40 cm.
3.e. Използвайки получените данни, определете тази специфична характеристика на „странното огледало” 2, която му позволява да отразява един лъч в множество лъчи.
Непопълнени отговорни листове
Решение
Внимание: Непълно решение
В архива няма официално решение на тази задача.
Автори
Dr. Delia Davidescu — National Center for Assessment and Examination, Ministry of Education, Research, Youth and Sports. Prof. Dr. Adrian Dafinei — Faculty of Physics, Bucharest University.
Оригинал в Архива: exp_bg.pdf