Kupima Wavelengths ya Laser: Hatua 4 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Halo Wote, karibu kwa mwingine anayefundishwa! Wakati huu nilitaka kutengeneza rahisi kufundisha unaweza kufanya kama mradi wa jioni au wikendi. Kama sehemu ya ujifunzaji wangu unaoendelea katika utaftaji wa sinema nimekuwa nikijaribu kupendeza na upunguzaji wa macho, na nikakumbwa na "jaribio la Vijana la kukatwa mara mbili". Huu ni uchunguzi wa kufurahisha juu ya jinsi mwanga husafiri (katika mawimbi) na hufunua athari ya kutengana kwa urefu wa mawimbi tofauti ya nuru.

Niliamua kujaribu kuiga jaribio ili kujitafutia jinsi inavyofanya kazi na viashiria vingine vya laser, na nione ikiwa ningeweza kufanya jaribio lifanye kazi.

Hatua ya 1: Mahitaji na Usalama

Lasers ni kweli baridi, lakini onyo kabla hatujaendelea! Kuangalia kwenye laser au boriti yenye nguvu iliyosongana inaweza kukupofusha. Ikiwezekana ningependekeza utumie glasi za usalama zilizochujwa kwa rangi ili kuzuia mihimili inayopotea iharibu macho yako.

Viashiria vya Laser mara nyingi huuzwa kama "vitu vya kuchezea paka" na hupewa nafasi ya kupenda kumdhihaki paka wangu na hii, lakini niliona ile ya kijani ikiwa na nguvu sana (karibu mkali sana kutazama). Wanadai pia kuwa chini ya 5 mW ya nguvu lakini nilipata utofauti mkubwa kati ya nguvu za kila rangi (naweza kutengeneza mita ya nguvu ya macho kuipima hii kwa njia inayoweza kufundishwa?). Nina shaka lebo inalingana na ukweli, ambayo tutagundua hivi karibuni tutakapopima urefu wa mawimbi.

Nilinunua vifaa vifuatavyo kwa jaribio:

• viashiria vya laser x3 (nyekundu, kijani kibichi, bluu)
• Stendi ya kurudisha
• Slide ya kutenganisha (mistari 500 kwa mm)
• Karatasi na kalamu
• Bulldog kushika
• Kupima mtawala
• Miwani ya usalama

Hatua ya 2: Usanidi wa Vifaa

Standi inapaswa kusanidiwa ili pointer ya laser ielekee chini kuelekea grating ya utengamano. Laser itapita kwenye wavu na itaonekana kwenye karatasi chini (skrini). Kuweka hii fuata hatua hizi rahisi:

1. Weka kipande cha karatasi chini ya standi ili kutengeneza skrini
2. Weka mkono wa chini wa stendi ya kurudisha juu ya cm 10 juu ya standi
3. Ambatisha utambuaji kwa mkono wa chini na uilinde kwa mtego wa bulldog
4. Weka mkono wa juu juu ya wavu wa kupunguka (umbali juu ya wavu haujalishi)
5. Ambatisha laser kwa mkono wa juu ili iwe na lengo ili boriti ipite kwenye wavu wa kupunguka
6. Weka vifaa vyako vya usalama na, na kisha wako tayari kupiga lasers zingine!

Hatua ya 3: Jaribio

Ili kupata urefu wa urefu wa laser unahitaji kupima utengano wa pindo. Ili kufanya hivyo fuata njia hii:

1. Wakati lasers zinapogonga karatasi (skrini) andika chini na kalamu mahali matangazo mepesi yanatokea (haya yanajulikana kama fizi). Hakikisha unaandika ile ya kati na zile za pande zote mbili.
2. Rudia hatua ya 1 kwa kila rangi, ukiashiria pindo kwenye karatasi
3. Mara tu unapofanya hivi kwa lasers zote, pima umbali kati ya pindo la kati na pindo la 1 karibu nayo (hii inajulikana kama pindo la agizo la 1).

(Utagundua kuwa kuna tofauti kati ya picha na kile nilichoandika katika matokeo yangu baadaye. Hii ni kwa sababu nilifanya hivi mara kadhaa kuamua kutokuwa na uhakika katika kipimo).

Lakini hii inahusianaje na urefu wa wimbi? Equation ni lambda = (a * x) / d, ambapo 'lambda' ni urefu wa urefu wa mita, 'a' ni umbali kati ya slits kwenye grating ya utengano, 'x' ni utengano wa pindo, na 'd' ni umbali kati ya skrini na wavu. Yote hii inapatikana kwako kuchukua nafasi ya equation kukupa urefu wa wimbi.

Lakini unaweza kuuliza "nitajuaje" a "ni nini?". Kweli, ikiwa tunajua wavu ina 'mistari' 500 kwa mm, hiyo inamaanisha kuna mistari 500, 000 kwa m. Ikiwa tutagawanya 1m na mistari 500, 000, tunapata umbali kati yao ambayo ni 2 µm. Pamoja na x na d sasa tunaweza kuhesabu urefu wa urefu.

Kumbuka kwamba umbali huu wote uko kwenye mita. Wavelength kawaida huonyeshwa mita za nano (10 ^ -9 m) kwa hivyo utahitaji kuzingatia ikiwa unataka kubadilisha jibu lako kuwa nano-mita au kuelezea tu ni kitu mara 10 ^ -9.

Hatua ya 4: Matokeo

Nilirudia jaribio hili kwa hii inayoweza kufundishwa kutoa grafu hapo juu. Katika meza unaweza kuona safu mbili (min na max). Hizi ni urefu wa kiwango cha juu na cha chini ambazo zinaonyeshwa kwenye lasers zenyewe, kwa hivyo nilijua takriban urefu wa urefu unapaswa kuona ikiwa nilipata jibu sahihi.

Kuangalia mahesabu, vipimo vyangu haviko katika mipaka ya kiwango cha juu na cha chini lakini angalau ni sawa. Tofauti kati ya kipimo na kilichotarajiwa kilikuwa kati ya 4% na 10%. Sikufanya kipimo kamili cha kutokuwa na uhakika lakini ni dhahiri kutakuwa na kutokuwa na uhakika kuletwa na mbinu za upimaji (i.e. kupima umbali wa skrini kutokuwa kamili kabisa nk). Hata na hitilafu isiyojulikana ninaamini hii ni uwakilishi mzuri wa urefu halisi wa mawimbi na inaonyesha kabisa jaribio lililokatwa mara mbili.

Ikiwa una nia ya kuona seti kamili ya matokeo nimeambatanisha faili bora ambayo unaweza kutumia kufanya vipimo vyako mwenyewe. Sasa niko kwenye mchakato wa kucheza na lensi zinazogongana na viakisi, nifahamishe ikiwa utapendezwa na anayeweza kufundishwa juu ya hii, na niambie unafikiria nini juu ya mafundisho haya ya haraka katika maoni.