LABORATORIJSKE VAJE

CVIKL DAVORIN

INTERFERENCA SVETLOBE

Naloga:

Izmeri valovno dolžino enobarvne svetlobe z interferenco.

Pojasnilo:

Svetloba je valovanje. O tem pričajo interferenčni in uklonski pojavi. Če postavimo tik za svetilom (diaprojektor) ozko režo, dobimo na zaslonu svetlo črto. Optična mrežica, ki jo postavimo za režo, pa povzroči na zaslonu namesto ene bele črte niz uklonskih spektrov na obeh straneh svetle črte. Svetloba se namreč na optični mrežici uklanja. Svetloba, ki prihaja iz različnih odprtin optične mrežice interferira. Posledica interference

so ojačitve svetlobe, ki so podane z zvezo: d sinα=Nλ ,

kjer je d razdalja med dvema sosednjima režama na optični mrežici, r razdalja posamezne stranske črte od centralne ojačitve, l oddaljenost zaslona od mrežice, valovna dolžina svetlobe, N pa red uklonskega maksimuma.

Če postavimo tik za režo barvni filter, dobimo na zaslonu le uklonske črte prepuščene barve. Tako lahko po gornji zvezi določimo valovno dolžino prepuščene svetlobe.

Pripomočki:

vir bele svetlobe,

zaslonka z ravno režo,

filtri,

meter,

zaslon,

uklonska mrežica.

Potek vaje:

Postavi izvor svetlobe in uklonsko mrežico tako, da na zaslonu vidimo uklonsko sliko.

Postavi pred uklonsko mrežico barvni filter, da dobiš na zaslonu le črte tiste barve, ki jo prepušča.

Izmeri razdaljo od mrežice do zaslona l ter razdaljo od srednje do prve, druge in tretje ojačitve. Zamenjaj barvni filter in ponovi meritev.

Izračunaj povprečno vrednost izmerjene valovne dolžine in določi absolutno napako.

N Barva l ( m ) a ( m ) d ( m ) ( m ) ( Hz )

1 VijoličnaModraZelena

2

RumenaOranžnaRdeča

2

VijoličnaModraZelenaRumenaOranžnaRdeča

N………………. ojačitev l ……. ……….. oddaljenost uklonske mrežice do zaslonaa ………………. razdalja med centralno in merjeno ojačitvijo d ………………. razdalja med dvema režama na uklonski mrežici ………………. valovna dolžina svetlobe ………………. frekvenca svetlobe

3

x

STOJEČE VALOVANJE NA VRVI

Naloga:

Spreminjaj silo, ki napenja vrv in ter ugotovi odvisnost hitrosti širjenja valovanja po vrvi od napetosti vrvi.

4

Pojasnilo:

Po vrvi se širi valovanje do pritrjenega krajišča, se tam odbije in se vrača po vrvi nazaj. Z interferenco vpadnega in odbitega valovanja dobimo stoječe valovanje. Za stoječe valovanje so značilni vozli, to so deli vrvi, ki ves čas mirujejo. Ostali deli vrvi nihajo vsi sočasno, vendar z različnimi amplitudami. Na sredi med sosednjima vozloma so amplitude največje, pravimo, da so tam hrbti stoječega valovanja. Hitrost širjenja valovanja po vrvi je odvisna od sile, ki vrv napenja in mase vrvi na dolžinsko enoto.

Če ostane frekvenca nihanja začetka vrvi konstantna in spreminjamo napetost vrvi,

se v skladu z enačbo c= λ⋅ν

spreminja razmik med sosednjima vozloma, ki je enak polovični valovni dolžini.

Pripomočki:

brnač,

dinamometer,

gumijasta vrvica,

merilo.

Potek vaje:

Sestavimo aparaturo za opazovanje stoječega valovanja. Vrvici izmerimo dolžino in jo postopoma obremenjujemo ter merimo razdaljo med sosednjima vozloma. Frekvenca nihanja delov vrvi je stalna: 50 Hz. Nariši graf c(F)!

Izračunaj hitrost tudi po enačbi c2=F l / m

Fg [N]

l [m]

število vozlov

število hrbtov

x [m]

c [m/s]

c [m/s]

5

0.3 0.4 1 20

10

20

30

40

50

60

c

6

TEŽNI POSPEŠEK

Naloga:

Izmeri z nitnim nihalom velikost težnega pospeška.

Pojasnilo:

Nihajni čas nitnega nihala je za majhne amplitude enak t0=2π √ l

g, kjer je t0 nihajni

čas, l dolžina nihala in g težni pospešek. Iz zgornje enačbe dobimo za g izraz

g= 4 π2

t 0

2 l .

Ta je za naše kraje 9,81 m/s2.

Pripomočki:

nihalo,

štoparica ( ali računalnik z UZ sledilnikom Vernier )

merilo.

Potek vaje:

Izmeri dolžino l nihala od obesišča do težišča kroglice in zanihaj nihalo tako, da amplitude ne bodo večje od 50. Izmeri čas, ki ga nihalo potrebuje za 10 nihajev, v tabelo pa vpiši nihajni čas t0.

Ponovi meritev še enkrat z nespremenjeno dolžino nihala, nato pa ponovi meritve še štirikrat z različnimi dolžinami. Če delaš z računalnikom potem opravi vsako meritev samo enkrat vendar pri osmih različnih dolžinah.

Določi povprečno vrednost nihajnega časa t0 za vsako dolžino posebej. Izračunaj težni pospešek g za vsako dolžino posebej. Določi relativno napako. Zapiši rezultat z upoštevanjem relativne napake.

l(m) t1(s) t2(s) t0(s) g(m/s2) Δg(m/s2)

1.

2.

3.

4.

7

5.

8

GORIŠČNA RAZDALJA LEČE

Naloga:

Izmeri goriščno razdaljo leče

Pripomočki: leča

sveča

zaslon

meter

Potek vaje:

Predmet ( gorečo svečo ) postavi na eno stran leče , na drugo pa zaslon . Premikaj svečo in zaslon tako da dobiš na zaslonu ostro sliko sveče. Izmeri razdalji a ( od sveče do leče ) ter b ( od leče do zaslona ).Postopek izvedi petkrat za različne oddaljenosti sveče ter zaslona od leče.

Izračunaj goriščno razdaljo leče f po enačbi 1/f = 1/a + 1/b

V tabelo vnesi vse količine ter izračunaj povprečno vrednost goriščne razdalje F

a (cm) b (cm) f (cm) fpovp (cm)

1.

2.

3.

4.

5.

9

10