Recomendados
Recomendados
Mais conteúdo relacionado
Semelhante a Fresnel’s bi prism
Semelhante a Fresnel’s bi prism (20)
Mais de QahtannRose
Mais de QahtannRose (11)
Último
Último (19)
Fresnel’s bi prism
- 1. ِٛشــــــــٛس فش٠ٕ١ــــــــــً اٌّــــــــضدٚط Fresnel’s Bi-prism اٌغـــــشض ِٓ اٌزجشثــــــــخ: 1. دساعخ اٌزذاخً ٌّٛجز١ٓ ظٛئ١ز١ٓ ِزغبٚ٠ز١ٓ ثبٌغؼخ ٚاٌزشدد ِٚخزٍفز١ٓ ثبٌطــــــٛس Phase 2. دساعخ رٛص٠غ اٌشذح Intensity Distributionاٌعٛئ١خ فٟ ّٔػ اٌزذاخً 3. أ٠جبد اٌطٛي اٌّٛجٟ ٌٍعٛء اٌّغزخذَ أالجٙـــــــضح اٌّغزخذِــــــخ: ِصذس ظٛئٟ أحبدٞ اٌٍْٛ وعٛء اٌصٛد٠َٛ ، λ= 3.985 nmشك ِٕفـــــــشد لبثً ٌٍزٕظ١ــُ ِٛ ، Adjustable Single Slitشـــــٛس فش٠ٕ١ــً اٌّـــــضدٚط ِضجذ ػٍٝ حبِــــــــً ، ِب٠ىشِٚ١زـــــش ل١بط را دلخ ل١بط رصً ٌـ ،0.01 mm ِصطجـــــخ ظٛئ١خ . Optical Bench إٌظش٠ــــــــــــــــــخ Theory o ΄ اٌّٛشــــــٛس اٌّضدٚط ٘ٛ ِٛشٛس سل١ك جذا ً ٚصاٚ٠خ سأعخ وج١شح جذا ً(فٟ حذٚد 02 971) ٚصاٚ٠زٟ لبػذرٗ صغ١شر١ٓ جذا ً فٟ حذٚد ’02 ٌىً ِّٕٙب. ٠ىْٛ اٌّٛشٛس ػبدح ً ِـُضجذ ثحبًِ لبثً ٌٍحشوخ ٚاٌزضج١ذ ػٍٝ اٌّصطجخ اٌعٛئ١خ . Optical Bench Screen 1 C 1S 4 Interference Area S d 2 2S 3 1D Y D 1 Figure اٌشىـــً 1 ٠ّضً رىْٛ اٌّصذس٠ٓ اٌخ١بٌ١١ٓ Virtual Sourcesاٌّؤشش ٌّٙب 1 S2 ٚ Sاٌّزىٛٔبْ ِٓ أٌزمبء أِزذاداد أالشؼـــخ اٌعٛئ١خ إٌّىغشح ٌٍّصذس اٌحم١مٟ Real Sourceاٌّؤشش ٌٗ Sاٌزٞ ٠ىْٛ شك ِٕفشد ػبدح ً. فٟ اٌشىً ، اٌّصذس اٌخ١بٌٟ 1ِ Sزىْٛ ِٓ أٌزمبء أِزذاداد اٌشؼبػ١ٓ 1 ٚ2 إٌّىغش٠ٓ ثبٌّٛشٛس اٌؼٍٛٞ اِب اٌّصذس اٌخ١بٌٟ 2 Sف١زىْٛ ِٓ أٌزمبء أِزذاداد اٌشؼبػ١ٓ 3 ٚ4 إٌّىغش٠ٓ ثبٌّٛشٛس اٌغفٍٟ . ٠ٛظح اٌشىً أ٠عب ً ِٕطمخ اٌزذاخً اٌزٟ رّزذ ػٍٝ جبٔجٟ إٌمطخ اٌّشوض٠خ Cػٍٝ اٌشبشخ ح١ش SCػّٛد ػٍٝ اٌشبشخ. أْ إٌظش٠خ ٕ٘ب ٟ٘ ٔفغٙب ٔظش٠خ اٌزذاخً ٌزجشثخ ٠ٛٔغ (رجشثخ اٌزذاخً ِٓ شم١ٓ) ح١ش أْ اٌشذح 3102/8/01 -.Qahtan G 5 Page 1 of Fresnel’s Bi-prism
- 2. Optical Path Δ ٞ ػٍٝ اٌشبشخ رزحذد ثفشق اٌّغبس اٌجصشP ً فٟ ٔمطخ ِب ِضIntensity :ْ . ح١ش أS2 ٚ S1 ٓ (اٌشىً 2) ث١ٓ اٌّٛجز١ٓ اٌصبدسر١ٓ ػDifference Δ G.P.D. μ ٓ١١ ث١ٓ اٌشؼبػ١ٓ اٌعٛئGeometrical Path Difference ٟ ٟ٘ فشق اٌّغبس إٌٙذعG.P.D. ح١ش 2 ً رّضً ِؼبًِ أىغبس اٌٛعػ. ِٓ اٌشىμ ، S2 ٚ S1 ٓ١١ٌّ٘ٛ ِٓ اٌّصذس٠ٓ اP اٌٛاصٍ١ٓ اٌٝ ٔفظ إٌمطخ :ٞ٠ىْٛ فشق اٌّغبس اٌجصش Δ S1 P S 2 P Xd D ; μ 1 For air Constructive ، ٠حذس رذاخً ثٕبءλ ٟ ِٓ اٌّعبػفبد اٌضٚج١خ ٌٍطٛي اٌّٛجΔ فبرا وبٔذ ػٍٝ اٌشبشخ . أٞ أْ ششغ اٌشذحp ػٕذ ٔمطخBright Fringe ٚ٠ظٙش ٘ذة ِعٝءInterference :ٛ٘ Max. Intensity Condition ّٝاٌؼظ Xmd mλ D Xm ٚأ mλD d ً ، أٞ أٙب رّضm=0 ػٍٝ اٌشبشخ ٔغجخ ً اٌٝ اٌٙذة اٌّشوضٞ را اٌّشرجخm رّضً ِٛلغ اٌٙذة اٌزٞ ِشرجخXm .m=0 ٚاٌٙذة اٌّشوضٞ را اٌّشرجخm اٌّغبفخ اٌفبصٍخ ث١ٓ اٌٙذة را اٌّشرجخ ، ٠حذسλ/2 ٟ ِٓ اٌّعبػفبد اٌفشد٠خ ٌٕصف اٌطٛي اٌّٛجΔ ِٞٓ جٙخ ٍ أخشٜ ، ارا وبْ فشق اٌّغبس اٌجصش P ػٕذ ٔمطخDark Fringe ٍُ ٚ٠ظٙش ٘ذة ِظDestructive Interference )ٟرذاخً ٘ذاَ (أرالف :هوMin. Intensity Condition ػٍٝ اٌشبشخ. أٞ أْ ششغ اٌشذح اٌصفش٠خ Xmd 1 m λ D 2 S1 Xm m 1 2 λD d G.P.D . d C X S2 P D Figure 2: Estimation the geometrical and optical path differences Fresnel’s Bi-prism Page 2 of 5 Qahtan G.- 10/8/2013
- 3. غش٠مـــــخ اٌؼّــــــً : Procedure رشرت أألجٙـــــــضح وّب ِٛظح فٟ اٌشىً 3 . ٠شاػٝ ػٕذ اٌزٕص١ــــــــــت اٌزشص١ــــــف اٌذل١ك ٌٍّ Accurate Alignmentىٛٔـــــــــــــــبد اٌجصش٠خ ٚجؼً أسرفبػبرٙب ِزغبٚ٠خ ػٍٝ اٌّصطجخ اٌعٛئ١خ وّب ٠زُ جؼً اٌشك إٌّفشد ِٛاصٞ ٌمبػذح اٌّٛشٛس لذس االِىبْ. ػٕذ إٌظش فٟ ػ١ٕ١خ اٌّب٠ىشِٚ١زش عززُ ِشب٘ذح أ٘ذاة اٌزذاخً . ثصٛسح ػبِخ ، ٘زٖ اال٘ذاة ٌٓ رىْٛ ،فٟ ثبدٜء االِش ، ٚاظحخ ِٚغزم١ّخ رّبِب ً ِب ٌُ ٠زُ ظجػ رٛاصٞ اٌشك إٌّفشد ِغ اٌّٛشٛس ِٓ جٙخ ٚرع١١ك اٌشك إٌّفشد ٌزجئ١ش اال٘ذاة ِٓ Fringe Focusingجٙخ ٍ أخشٜ. ُ٠ ـجؼً اٌّحٛس اٌشبلٌٟٛ اٌضبثذ ٚاٌّزحشن ٌٍّب٠ىشِٚ١زش ػٕذ أٚي ٘ذة ِظٍُ ػٍٝ جٙخ اٌ١ّ١ٓ (أٚ اٞ ٘ذة ِظٍُ ٚاظح أخش ػٍٝ جٙخ اٌ١ّ١ٓ ػٍٝ اْ ال ٠ىْٛ فٟ ِٕزصف ّٔػ اٌزذاخً ، اٞ ٠جت اْ ٠ىْٛ ػذد اال٘ذاة اٌّظٍّخ ػٍٝ ٠غبس اٌّحٛس اٌشبلٌٟٛ اٌضبثذ أوجـــش ِب ٠ّىٓ لذس اٌّغزطبع!!!) . ٠ُـؤخز ل١بط اٌّب٠ىشِٚ١زشػٕذ ٘زا اٌٙذة را اٌّشرجخ 1=٠ . mغجً اٌم١بط فٟ جذٚي ِٕبعت . Light Wavelength λ nm Fringe Width β mm Micrometer .Reading Diff ΔXm mm Micrometer Reading Xm mm Fringe Order m 1 3 5 . . ُ٠ ــذٚس لشص اٌّبوشِٚ١زش ثبرجبٖ رضا٠ذ االسلــبَ اٌّٛجٛدح ػٍٝ اٌّب٠ىشِٚ١زش ٌزجٕت اٌحشوخ أالعزشجبػ١خ Backlash Movementفٟ لشص اٌّب٠ىشِٚ١زش ، ع١الحع رحشن اٌّحٛس اٌشبلٌٟٛ اٌّزحشن فمػ ٚثمبء اٌّحٛس اٌشبلٌٟٛ اٌضبثذ صبثزب ً فٟ ِىبٔٗ ػٕذ اٌٙذة االٚي. اْ ٚظ١فخ اٌّحٛس اٌشبلٌٟٛ اٌضبثذ رىّٓ فٟ وٛٔٗ ِشجؼب ً ٠ Referenceج١ٓ ِٛلغ اٌٙذة اٌّظٍُ االٚي ٌىْٛ اال٘ذاة غ١ش ِشلّٗ ار ال ٠ٛجذ اٞ سلُ اٚ ػذد ٠ش١ش اٌٝ رغٍغً أٞ ٘ذة ظّٓ ثم١خ اال٘ذاة اٌّٛجٛدح فٟ ّٔػ اٌزذاخـــً. ٠ضجذ اٌّحٛس اٌشبلٌٟٛ اٌّزحشن ػٕذ اٌٙذة اٌّظٍُ اٌضبٌش . ٠ؤخز ل١بط اٌّب٠ىشِٚ١زش ٚ٠غجً فٟ اٌجذٚي. رىشس اٌم١بعبد ػٕذ اال٘ذاة اٌّظٍّخ رٚاد اٌّشرجخ: اٌخبِغخ ، اٌغبثؼخ ، اٌزبعؼخ، .......ٚ٘ىزا . ٠ زُ ا٠جبد ػشض اٌٙذة اٌٛاحذ ٌىً ل١بط . أْ ػشض اٌٙذة اٌّظٍُ (أٚ اٌّعٝء) اٌٛاحذ ٠ّضً اٌّغبفخ ث١ٓ ِشوضٞ ٘ذث١ٓ ِظٍّ١ٓ (أٚ ِع١ئ١ٓ) ِززبٌ١١ٓ. ٌزٌه ٠ىْٛ ػشض اٌٙذة اٌٛاحذ ِ βغبٚ٠ب ً اٌٝ: ΔXm 2 1. 2. β رمبط اٌّغبفخ ِٓ Dاٌشك إٌّفشد اٌٝ ِغزٛٞ اٌّب٠ىشِٚ١زش. ٌم١بط اٌّغبفخ dث١ٓ اٌّصذس٠ٓ اٌّزشبوٙ١ٓ اٌّٛ٘١١ٓ 1٠ S2 ٚ Sزُ أجشاء األرٟ: رٛظغ ػذعخ ِحذثخ Convex Lensثؼذ٘ب اٌجؤسٞ fألً ِٓ 4/ٌّ ( Dبرا؟؟؟ ) فٟ اٌّٛظغ 1L اٌّج١ٓ فٟ اٌشىً 4 ، صُ ٠زُ رحش٠ىٙب ػٍٝ اٌّصطجخ اٌعٛئ١خ ٌح١ٓ اٌحصٛي ػٍٝ صٛسح ِىجشٖ ِٚجؤسٖ ٌٍّصذس٠ٓ اٌخ١بٌ١١ٓ 1 S2 ٚ Sفٟ اٌّغزٛٞ اٌصٛسٞ ٌٍؼذعخ اٌؼ١ٕ١خ ٌٍّب٠ىشِٚ١زش. ثأعزخذاَ اٌّب٠ىشِٚ١زش رمبط اٌّغبفخ ث١ٓ صٛسرٟ اٌّصذس٠ٓ اٌخ١بٌ١١ٓ ٌٚزىٓ 1. d رٛظغ اٌؼذعخ اٌّحذثخ فٟ اٌّٛظغ 2ٚ Lرحشن اٌٝ أْ ٠زُ اٌحصٛي ػٍٝ صٛسح ِصغشح جذا ً ٚٚاظحخ ٌٍّصذس٠ٓ اٌخ١بٌ١١ٓ فٟ اٌّغزٛٞ اٌصٛسٞ ٌٍؼذعخ اٌؼ١ٕ١خ ٌٍّب٠ىشِٚ١زش. رمبط اٌّغبفخ ث١ٓ صٛسرٟ اٌّصذس٠ٓ اٌخ١بٌ١١ٓ ٌٚزىٓ 2 . dأْ اٌّغبفخ dاٌفبصٍخ ث١ٓ اٌّصذس٠ٓ اٌخ١بٌ١١ٓ ٠زُ أ٠جبد٘ب ِٓ اٌؼاللخ: 3102/8/01 -.Qahtan G 5 Page 3 of Fresnel’s Bi-prism
- 4. d 2 d1d 2 َ ) ثبعزخذاλave. =589.3 nm َٛ٠ ٠مبط اٌطٛي اٌّٛجٟ ٌعٛء اٌّصذس اٌّغزخذَ (ظٛء اٌصٛد :اٌؼاللخ اٌش٠بظ١خ اٌزبٌ١خ βd λ nm D . َٛ٠ رمبسْ اٌم١ّخ اٌزجش٠ج١خ ٌٍطٛي اٌّٛجٟ اٌزٟ رُ ا٠جبد٘ب ِغ اٌم١ّخ إٌظش٠خ ٌعٛء اٌصٛد . λ ٠زُ أ٠جبد اٌخطأ اٌّطٍك ٚاٌخطأ إٌغجٟ ٚاٌخطأ اٌّئٛٞ فٟ ل١ّخ Coherent Converging Light Lens Fresnel’s Single Bi-prism Slit Micrometer Optical Bench Figure 3: Experiment Apparatus on the Optical Bench L1 L2 S1 d C S2 P V1 U1 U2 V2 Figure 4: Estimation the distance d between the virtual sources s1 and s2 Fresnel’s Bi-prism Page 4 of 5 Qahtan G.- 10/8/2013
- 5. إٌّبلشـــــــــخ :Discussion 1. ً٘ ٌجّ١غ أأل٘ذاة اٌّع١ئخ ٔفظ رٛص٠غ اٌشذح؟ أروش ِؼبدٌخ رٛص٠غ اٌشذح أل٘ذاة اٌزذاخً ٌـ ِٛشٛس فش٠ٕ١ً اٌّضدٚط. 2. و١ف ٠غٍه اٌعٛء فٟ ٘زٖ اٌزجشثخ؟ اروش ظٛا٘ش اخشٜ ٠غٍه ف١ٙب اٌعٛء اٌغٍٛن ٔفغٗ. 3. ِبرا ٠مصذ ثـ "اٌزشبوــــٗ"؟ ِب اٌششٚغ اٌالصَ رٛفش٘ب فٟ اٌعٛء حزٝ ٠ُصجح ِزشبوٙبً؟ 4. ً٘ ٠حصً رذاخً ارا اظٟء ِٛشٛس فش٠ٕ١ً اٌّضدٚط ِجبششح ِٓ اٌّصذس اٌعٛئٟ (أٞ ثذْٚ اعزخذاَ اٌشك إٌّفشد)؟ فغش اجبثزه ؟ ِزٝ ٠ىْٛ ٚجٛد اٌشك إٌّفشد غ١ش ظشٚس٠ب ً ؟ 5. ً٘ ٠ٕطجك شىً اال٘ذاة اٌزٞ رشاٖ ِغ اٌزٛلؼبد إٌظش٠ــخ ؟ ِب ٟ٘ أٚجٗ االخزالف ؟ ِب عجت اٚ اعجبة ٘زا االخزالف ؟ 6. رىْٛ أأل٘ذاة فٟ ّٔػ رذاخً ِٛشٛس فش٠ٕ١ً اٌّضدٚط ٚاظحخ ٔغج١ب (غ١ش ثب٘زخ) ِمبسٔزخ ً ِغ رجشثخ ٠ٛٔغ ً! ِب عجت رٌه؟ 7. ً٘ ٠زُ اٌحصٛي ػٍٝ ّٔػ رذاخً ػٕذ اعزخذاَ ظٛء ِزؼذد االٌٛاْ (ظٛء اث١ط اٚ ظٛء اٌضئجك ِضالً) ثذال ِٓ ظٛء اٌصٛد٠َٛ (اٚ اٌٍ١ضس ) االحبدٞ اٌٍْٛ ؟ ٌّبرا ؟ 8. ِب ّ٘ب اٌّصذساْ اٌّزشبوٙبْ Coherent Sourcesاٌٍزاْ ٠ٌٛذاْ إٌّػ اٌٙذثٟ فٟ رجشثخ اٌزذاخً ثـ ِٛشٛس فش٠ٕ١ً اٌّضدٚط ؟ ِب ٔٛػّٙب (حم١م١بْ ، خ١بٌ١بْ ، احذّ٘ب حم١مٟ ٚ Realاالخش خ١بٌٟ Virtual؟. 9. ِب شىً ٚٔٛع اٌٙذة اٌّشوضٞ Central Fringeفٟ ٘زٖ اٌزجشثخ ؟ ِب ٟ٘ ِؼبدٌزٗ ؟ ٌّبرا ال رىْٛ ِؼبدٌزٗ خالف رٌه ؟ 11. ِبرا رزٛلغ اْ ٠حصً ٌٕػ اٌزذاخً اٌٙذثٟ ػٕذ: (رُــزوش اٌؼاللخ اٌش٠بظ١خ اٌزٟ رذػُ االجبثخ) ص٠بد اٌّغبفخ ث١ٓ اٌّصذس٠ٓ اٌّزشبوٙ١ٓ . رمش٠ت اٌشبشخ ٔحٛ اٌشك إٌّفشد. أعزخذاَ ٌ١ضس ا٢سوْٛ األخعش ثذالً ِٓ ظٛء اٌصٛد٠َٛ . ص٠بدح ػشض اٌشك إٌّفشد ،ً٘ ٠زُ اٌحصٛي ػٍٝ ّٔػ رذاخً ؟ ِبرا ٠حصً ٌّٕػ اٌزذاخً اْ وبٔذ االجبثخ "ال" ؟. 11. أٚجذ فشق اٌّغبس اٌجصشٞ ٌٍٙذة اٌّعٝء اٌضبٌش فٟ ّٔػ رذاخـــً رجشثخ ِٛشٛس فش٠ٕ١ً اٌّضدٚط اٌزٞ ٠ٌٛذٖ ظٛء اٌصٛد٠َٛ االحبدٞ .λave. = 589.3 nm 21. ً٘ ٠خزٍف ػشض اٌٙذة اٌّعٝء ػٓ ػشض اٌٙذة اٌّظٍُ؟ رـُزوش ػاللخ س٠بظ١خ رذػُ االجبثخ. 31. ٚظح عجت أعزحبٌخ رىٛ٠ٓ صٛسح حم١م١خ Real Imageثبٌؼذعخ اٌّحذثخ ٌٍّصذس٠ٓ اٌخ١بٌ١١ٓ اٌّزشبوٙ١ٓ أال ثزحمك وْٛ اٌّغبفخ ث١ٓ اٌّغزٛ٠١ٓ اٌّزشافم١ٓ ٌٍ Conjugated Planesؼذعخ (ِغزٛ٠ب اٌصٛسح ٚاٌجغُ ) رغبٚٞ ػٍٝ أاللً 4fح١ش ّ٠ fضً اٌجؼذ اٌجؤسٞ ٌٍؼذعخ . 41. ِغزخذِب لبػذح االصاحخ ، Displacement Ruleأشزك اٌؼاللخ اٌزبٌ١خ: 2 d 2 d1d 14. An object and screen are separated by a distance 4f show that a converging lens of focal length, f, will form a real image on the . 2 1 screen for tow positions that are separated by d DD 4f 3102/8/01 -.Qahtan G 5 Page 5 of Fresnel’s Bi-prism