یکتاس

آشنائی با لیزر و انجام آزمایشهائی مانند تحقیق قانون اسنل دکارت و مشاهده تداخل دو منشور فرنل و حلقه های نیوتن،مشاهده الگوی پراش فرانهوفر از تک شکاف، چند شکاف و توری های مختلف، اندازه گیری طول موج لیزر و مشاهده پراش از روزنه دایره ای و مستطیل و پراش سیم های مختلف از جمله کارهائی است که در این آزمایش انجام می شود. مشاهده پدیده تداخل در تیغه هوا،اندازه گیری طول موج مجهول، اندازه گیری اختلاف طول موج دو خط زرد سدیم و مقایسه این تداخل سنج با تداخل سنج مایکلسون مواردی هستند که در این آزمایش بررسی می شوند. بررسی تداخل در لایه های نازک هوای بین سطح محدب یک عدسی و یک تیغه شیشه ای،تعیین شعاع انحنای سطح یک عدسی و تعیین طول موج یک نور تک رنگ از مواردی هستند که در آزمایش حلقه های نیوتن بررسی می شود.

در این آزمایش از اسپکترومتر با دقت 1 دقیقه، لامپ هلیوم و لامپ جیوه استفاده می شود که ضمن مشاهده طیف منشور ،ضریب شکست آن برای طول موج های مختلف بدست می آید. به کمک آن فریزهای دایره ای تیغه هوا،فریزهای خطی گوه هوا با نور تکفام و فریزهای رنگی خطیگوه هوا با نور سفید مشاهده و بررسی می شود. توری پراش بر روی دستگاه اسپکترومتر قرار می گیرد و پراش نور زرد سدیم توسط آن مشاهده و رابطه پراش برای آن بررسی می شود. در این آزمایش تداخل نور بوسیله دو روزنه یانگ و دو منشور فرنل مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین پراش از یک مانع مانند سیم با ضخامت های متفاوت موضوع بررسی در این آرمایش است.

همچنین تداخل در گوه هوا و محاسبه ضخامت یک ورقه نازک جزءدستور کار این آزمایش است. همچنین طیف لامپ هلیم توسط توری مشاهده و اندازه گیری های لازم انجام می گیرد. مشاهده پراش فرنل از تک شکاف و رابطه بین تغییر پهنای شکاف با شکل پراش. این آزمایش با لامپ سدیم، لامپ جیوه و فیلتر سبز انجام می شود. پراش فرانهوفر از یک تک شکافو دو شکاف مشاهده و بررسی می شود.

یک منشور چقدر می تواند نور را منحرف کند؟

 البته با چرخاندن منشور یا به عبارتی با تغییر زاویه تابش(Angle of incidence)  نور به منشور، میزان انحراف هم تغییر خواهد کرد که بین زوایای مختلف، یک زاویه تابش به منشور، کمترین انحراف را ایجاد می‌کند و زاویه حداقل انحراف (Minimum deviation angle) نامیده می‌شود و برای اندازه‌گیری مشخصات منشور بکار می‌رود. به دلیل وابستگی ضریب شکست  (Refractive index) هر محیط به طول موج (Wavelength)، هر رنگ یا طول موج نور پس از عبور از منشور در زاویه مختلفی منتشر می‌شود و نور خروجی به رنگ‌های تشکیل دهنده‌اش تجزیه می­شود. می توانید با استفاده از رابطه منشور و با دانستن طول موج نور، زاویه راس منشور و زاویه انحراف، ضریب شکست منشور را برای آن طول موج بدست آورید.

منشور یکی از وسایل مهم اپتیکی است که کاربردهای مختلفی دارد که در این آزمایش فقط در مورد انحراف نور توسط منشور بحث می‌شود. با افزایش طول موج از بنفش به قرمز ضریب شکست کاهش می‌یابد و در نتیجه نور قرمز انحراف کمتری نسبت به نور بنفش پیدا می‌کند. بدیهی است که هر طول موج نور تابیده به منشور به اندازه‌ای متناسب با ضریب شکست منشور در آن طول موج منحرف می‌شود. در صورتیکه فاصله پرده تا منشور یک متر باشد، با استفاده از رابطه زیر میتوان توان انحراف منشور را بدست آورد:. فاصله پرده از منشور (در فاصله ی ۱ متری)   /  فاصله پرتو خروجی تا امتداد نور ورودی  =  توان انحراف منشور.

میخواهیم با اندازه‌گیری میزان انحراف پرتو لیزر تابیده به منشور، توان انحراف آن را محاسبه کنیم.  به این منظور باید موقعیت لکه نور لیزر با حضور منشور و بدون آن را در فاصله ثابتی مقایسه کنیم. منشوری با توان یک دیوپتر، می تواند در فاصله یک متری، یک سانتیمتر در نور جابه‌جایی ایجاد کند. میزان توانایی منشور در انحراف باریکه نور را توان منشور نامیده و واحد آن دیوپتر (Dioptre) است. برای این منظور از نور لیزر که تقریبا بدون واگرایی زیاد منتشر می‌شود، استفاده می‌کنیم. اگر پرتو لیزر که از یک رنگ تشکیل شده است را به منشور بتابانیم مسیر اولیه منحرف می‌شود. انحراف نور از مسیر اولیه کاربردهای متنوعی دارد که با برخی از آن‌ها آشنا خواهیم شد.

منبع