2° Turno – Dal 9 all’11 luglio 2012

Interferenza e diffrazione

INTERFERENZA

COSTRUTTIVA

DISTRUTTIVA

Onde in fase

Onde in opposizione di fase

Sovrapposizione di due o più impulsi

DIFFRAZIONEPropagazione continua dell’onda

al di là di un ostacolo

LaserFenditura

Sensore di luce

DIFFRAZIONE eINTERFERENZA

Distanza fenditura/sensore = 85 cm Apertura fenditura = 0,04 cm

Distanza 1 tra due minimi = 2,554 cm

λ1 = 601 nm

Distanza 2 tra due minimi = 2,606 cm

λ2 = 613 nm

y · am · D

λ =

Distanza fenditura/sensore = 85 cm Apertura fenditura = 0,08 cm

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

y · am · D

λ =

Distanza fenditura/sensore = 85 cm Apertura doppia fenditura = 0,04 cm

Distanza tra i primi due minimi = 2,616 cm

λ1 = 615 nm

y · dn · D

λ =

Laser

Specchi

riflettenti

Specchiosemi-riflettente

Lente focale

Muro

INTERFEROMETRO

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

nλ =

NONIO

1)

n=56

d0=9,134mm

dF= 9,152mm

Quindi λ = 643nm

2)

n=102

d0=9,090mm

dF= 9,121mm

Quindi λ = 608nm

3)

n=95

d0=9,110mm

dF= 9,140mm

Quindi λ = 632nm

4)

n=158

d0=9,091mm

dF= 9,141mm

Quindi λ = 633nm

Esperimenti2Δd

nλ =

Osservazioni sugli errori

Errore assoluto interferenze distruttive e= ± 2 frange

Errore assoluto differenza distanza e= ± 0,002mm (sensibilità strumento)

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.

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.

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.

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

PolarizzazioneSelezionare una sola componente della luce che oscilla in un solo piano.

Esperimento di MalusSi 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.

I1

Io

cos²α =

Sensore di luce

Filtri polarizzanti

Sorgente luminosa

POLARIZZAZIONE

I1

Io

(cos²α)esponente =

I1

Io

(cos²α)esponente =

L’intensità raggiunge valori maggiori perché abbiamo avvicinato il sensore alla sorgente

Lorenzo

Pietro

Giulia

Andrea

Franco