Written by Mój domowy wskaźnik laserowy ma moc poniżej 0,1 mW (taka dioda ze szkiełkiem za
10zł). Tworzy on wyraźne obrazy dyfrakcyjne na siatkach 500 czy 1000 linii/mm. Do
zadania przyjmijmy jednak nieco lepsze parametry. Podstawą zadania są ogólnie przyjęte zasady tworzenia obrazów interferencji światła uzyskanych na siatkach dyfrakcyjnych.
Wskaźnikiem laserowym o mocy 2 mW i długości fali 650 nm oświetlamy siatkę
dyfrakcyjną 500 linii/mm i z obszaru oświetlanego przyjmujemy pole obserwacji
0,01/0,01mm. Zakładając że 15% światła zostaje rozproszone a 85% tworzy wiązkę o
średnicy 2,5 mm oblicz:
- Ile fotonów jednocześnie znajduje się w polu obserwacji o wymiarach 0,01×0,01 mm. (5 linii siatki dyfrakcyjnej 500 linii/mm)
- Oblicz średnią odległość pomiędzy czołami kolejnych fotonów pojawiających się w oknie obserwacji. Przyjmij długość fotonu jako 1.
- Wykaż (wytypuj statystycznie) ile fotonów, będących jednocześnie w polu pomiarowym jest we wspólnej fazie. Dla uproszczenia przyjmijmy że 85% zgodności jest podstawą do zaistnienia interferencji.
- Dla wytypowanej ilości fotonów narysuj schemat powstania prążków interferencyjnych na pojedynczej szczelinie 0,01mm oraz na siatce 500 linii/mm.
- Oceń prawdopodobieństwo zaistnienia takiego zdarzenia
- Przelicz wymiary pola obserwacji na długość fotonów i narysuj na kartce schemat
przyjmując długość fali za 1 cm. Oceń w pasie o jakiej szerokości prostopadłym do linii siatki powinny znaleźć się jednocześnie fotony, aby zaistniała interferencja przy zgodności faz 85%. - Oceń wyniki swojej pracy.