Ntsuas Laser Wavelengths: 4 Kauj Ruam (nrog Duab)

2024 Tus sau: John Day | [email protected]. Kawg hloov kho: 2024-01-30 09:28

Nyob Zoo Txhua Tus, zoo siab txais tos rau lwm qhov kev qhia! Lub sijhawm no kuv xav ua kom yooj yim qhia koj tuaj yeem ua raws li yav tsaus ntuj lossis hnub kawg ntawm txoj haujlwm. Raws li ib feem ntawm kuv txoj kev kawm txuas mus rau spectrophotometry Kuv tau sim nrog qhov tsis txaus siab txaus siab thiab monochromators, thiab dawm li "Young's double slit experiment". Nov yog qhov kev xav pom zoo txog yuav ua li cas lub teeb txav mus (hauv nthwv dej) thiab qhia qhov cuam tshuam ntawm qhov sib txawv rau qhov sib txawv ntawm lub teeb ci.

Kuv txiav txim siab sim thiab rov ua qhov kev sim kom paub kuv tus kheej li cas nws ua haujlwm nrog qee qhov taw qhia laser, thiab saib seb kuv puas tuaj yeem ua qhov kev sim ua haujlwm.

Kauj Ruam 1: Yam yuavtsum tau kawm uantej thiab Kev Nyab Xeeb

Lasers txias heev, tab sis ceeb toom ua ntej peb mus ntxiv! Saib mus rau hauv lub laser lossis lub teeb nrig sib zog tuaj yeem ua rau koj dig muag. Nyob qhov twg ua tau kuv xav kom siv cov tsom iav tsom iav kom muaj kev nyab xeeb kom tiv thaiv kab teeb tsis zoo ua rau koj lub qhov muag puas tsuaj.

Cov cim taw qhia laser feem ntau raug muag raws li "miv khoom ua si" thiab tso cai rau kuv nyiam thab kuv miv nrog qhov no, tab sis kuv pom qhov ntsuab yog qhov muaj zog heev (yuav luag ci dhau los saib). Lawv kuj lees paub tias tsawg dua 5 mW ntawm lub zog tab sis kuv pom qhov sib txawv ntawm qhov sib txawv ntawm txhua qhov xim (Kuv tuaj yeem ua lub ntsuas hluav taws xob kho qhov muag txhawm rau ntsuas qhov no hauv kev qhia tshwj xeeb?). Kuv tsis ntseeg daim ntawv lo phim nrog qhov tseeb, uas peb yuav pom sai sai thaum peb ntsuas lub nthwv dej.

Kuv yuav cov ntaub ntawv hauv qab no rau kev sim:

• x3 laser taw qhia (liab, ntsuab, xiav)
• Retort sawv ntsug
• Ib qho kev sib txawv ntawm cov nplais nplais (500 kab ib hli)
• Ntawv thiab cwjmem
• Bulldog tuav
• Ntsuas tus pas ntsuas
• Tsom iav kev nyab xeeb

Kauj Ruam 2: Teeb Khoom

Lub rooj muag zaub yuav tsum teeb tsa kom lub laser pointer yog tsom mus rau qhov sib txawv ntawm qhov sib tsoo. Lub laser yuav dhau los ntawm cov nplais thiab npaj rau ib daim ntawv hauv qab (qhov screen). Txhawm rau teeb tsa qhov no ua raws cov kauj ruam yooj yim no:

1. Muab ib daim ntawv tso rau hauv qab ntawm qhov sawv ntsug los ua ib qho screen
2. Muab sab caj npab qis ntawm qhov rov qab sawv ntsug txog 10 cm saum toj no sawv ntsug
3. Txuas qhov sib txawv ntawm qhov sib tsoo rau sab caj npab qis thiab ruaj ntseg nws nrog tus tuav dev
4. Muab sab caj npab sab saud saum qhov sib txawv sib cais (qhov deb saum toj no tsis muaj teeb meem)
5. Txuas lub laser mus rau sab caj npab kom nws muaj lub hom phiaj yog li cov nqaj hla dhau los ntawm qhov sib txawv sib tsoo
6. Muab koj lub iav kev nyab xeeb thiab, thiab tom qab ntawd koj tau npaj tua qee lub lasers!

Kauj Ruam 3: Kev sim

Txhawm rau nrhiav lub nthwv dej ntawm lub laser koj yuav tsum ntsuas qhov sib cais ntawm qhov muag. Txhawm rau ua qhov no ua raws txoj hauv kev no:

1. Thaum cov lasers tsoo daim ntawv (tshuaj ntsuam) sau nrog tus cwj mem uas pom lub teeb pom kev (cov no paub tias yog ntiv tes). Nco ntsoov tias koj sau ib nrab thiab ib qho ntawm ob sab.
2. Rov ua cov kauj ruam 1 rau txhua qhov xim, khij lub fringes ntawm daim ntawv
3. Thaum koj tau ua qhov no rau txhua qhov lasers, ntsuas qhov nrug nruab nrab ntawm ib sab ntug thiab 1st fringe ntawm nws ib sab (qhov no hu ua 1st order fringe).

(Koj yuav pom tias muaj qhov sib txawv ntawm daim duab thiab qhov kuv tau sau hauv kuv cov txiaj ntsig tom qab. Qhov no yog vim kuv tau ua qhov no ob peb zaug los txiav txim siab tsis meej hauv kev ntsuas).

Tab sis qhov no cuam tshuam li cas rau wavelength? Cov kab zauv yog lambda = (a * x) / d, qhov twg 'lambda' yog lub wavelength hauv metres, 'a' yog qhov nrug nruab nrab ntawm qhov kev sib tsoo hauv qhov sib txawv sib cais, 'x' yog qhov sib cais sib cais, thiab 'd' yog qhov nrug ntawm qhov screen thiab cov hniav. Txhua yam no muaj rau koj los hloov pauv qhov sib npaug kom muab lub yoj yoj yoj.

Tab sis koj yuav nug "ua li cas kuv thiaj paub tias 'a' yog dab tsi?". Zoo, yog tias peb paub tias cov nplais muaj 500 'kab' ib lub hli, uas txhais tau tias muaj 500, 000 kab ib m. Yog tias peb faib 1m los ntawm 500, 000 kab, peb tau txais qhov nrug ntawm lawv uas yog 2 µm. Ua ke nrog x thiab d peb tam sim no tuaj yeem suav qhov ntev.

Nco ntsoov tias txhua qhov kev ncua deb no nyob rau hauv meters. Wavelength feem ntau yog qhia nano meters (10^-9 m) yog li koj yuav tsum tau txiav txim siab yog tias koj xav hloov koj cov lus teb rau nano-meters lossis hais qhia yooj yim yog qee yam 10^-9.

Kauj Ruam 4: Cov txiaj ntsig

Kuv rov ua qhov kev sim no rau cov lus qhia kom tsim cov duab saum toj no. Hauv lub rooj koj tuaj yeem pom ob kab (min thiab max). Cov no yog qhov siab tshaj plaws thiab tsawg kawg yoj yoj yoj yoj uas tau qhia ntawm lub lasers lawv tus kheej, yog li kuv paub kwv yees li cas lub nthwv dej yuav tsum yog saib yog tias kuv tau txais cov lus teb raug.

Saib ntawm kev suav, kuv qhov kev ntsuas tsis nyob hauv qhov siab tshaj thiab yam tsawg kawg nkaus tab sis lawv tsawg kawg ib yam. Qhov sib txawv ntawm qhov ntsuas thiab xav tau yog nruab nrab ntawm 4% thiab 10%. Kuv tsis tau ua qhov ntsuas tsis meej tag nrho tab sis nws pom tseeb yuav muaj qhov tsis paub tseeb qhia los ntawm cov txheej txheem ntsuas (piv txwv li ntsuas qhov nrug mus rau lub vijtsam tsis zoo ib yam perpendicular thiab lwm yam). Txawm hais tias muaj qee qhov yuam kev suav tsis txheeb kuv ntseeg tias qhov no yog kev sawv cev ncaj ncees ntawm qhov tseeb nthwv dej thiab qhia tau zoo tshaj plaws ntawm ob qho kev sim ua ntu zus.

Yog tias koj txaus siab pom tag nrho cov txiaj ntsig kuv tau txuas nrog cov ntawv excel koj tuaj yeem siv los ntsuas koj tus kheej ntsuas. Tam sim no kuv tab tom ua si nrog kev sib tsoo lo ntsiab muag thiab tsom iav, qhia rau kuv paub yog tias koj xav tau cov lus qhia ntawm qhov no, thiab qhia rau kuv paub tias koj xav li cas txog qhov qhia sai hauv cov lus.