Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів icon

Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів




Скачати 42.43 Kb.
НазваЛабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів
Дата15.09.2012
Розмір42.43 Kb.
ТипДокументи

Лабораторна робота № 17



Експериментальна перевірка співВідношення невизначенОСТей Гейзенберга для фотонів




Мета роботи

Експериментально перевірити співвідношення невизначеностей Гейзенберга для координати і відповідної їй проекції імпульсу фотонів


Для виконання лабораторної роботи студенту попередньо необхідно: знати фізичну суть співвідношень невизначеностей Гейзенберга для мікрочастинок (§4.3)


Прилади і обладнання

Гелій−неоновий лазер типу ЛГ–56, щілина з мікрометричним гвинтом, екран з міліметровою шкалою


^ Теоретичні відомості та опис установки

В даній лабораторній роботі пропонується перевірити експериментально співвідношення невизначеностей Гейзенберга для координати і відповідної проекції імпульсу фотонів, зокрема:

. (1)

З врахуванням теоретичних викладок (див. §4.3) та згідно рис. 1, для малих кутів дифракції світла невизначеність проекції імпульсу фотонів на координату ОX можна записати наступним чином:

, (2)

де D – півширина центрального дифракційного максимуму, − відстань від щілини до екрана, − довжина хвилі монохроматичного випромінювання.

Підставивши (2) у формулу (1), отримаємо вираз:

. (3)

Цей вираз є робочою формулою для перевірки співвідношення невизначеності Гейзенберга для координати х і проекції імпульсу фотонів.
Схематично лабораторна установка зображена на рис. 1.






Рис.1

1 – He–Ne лазер типу ЛГ-56; 2 – розсувна щілина; 3 – екран; 4  блок живлення лазера.


Лазер 1 встановлюють на краю оптичної лави. На протилежному кінці лави розташовують два рейтери: один з тримачем для щілини 2, другий – з тримачем для екрана 3. При освітленні лазерним променем щілини 2 на екрані 3 формується дифракційна картина.

При виконанні роботи слід виміряти ширину щілини, яка характеризує невизначеність координати фотона , а також півширину D центрального дифракційного максимуму, яка характеризує невизначеність імпульсу фотонів .


Послідовність виконання роботи

  1. Зібрати установку згідно рис. 1. При цьому щілину 2 розмістити на відстані ~ 0,2 м від лазера 1. Екран 3 встановити на протилежному кінці оптичної лави. Відстань між щілиною та екраном встановити =1,5–2,0 м.

  2. Увімкнути блок живлення лазера в мережу 220 В. Після ~ 5 хв натиснути на блоці живлення кнопку “Випромінювання”. При цьому появиться лазерний промінь. УВАГА! Із-за використання високої напруги в лазері (до 5000 В) слід бути гранично уважним при виконанні роботи: така напруга небезпечна для життя.

  3. Отримати чітку дифракційну картину на екрані 3.

  4. За допомогою мікрометричного гвинта поступово змінювати ширину щілини від 0,03 мм до 0,42 мм з кроком 0,03 мм. Для кожного значення виміряти ширину 2D головного максимуму. УВАГА! Слід дуже обережно працювати при показах барабана поблизу нуля і ні в якому разі не зводити його до нуля  це веде до виходу з ладу щілини.

  5. Обчислити вирази та для відповідних значень , , та .

  6. Результати вимірювань та обчислень записати в таблицю 1.



Таблиця 1


№ п/п

L ,

м

λ,

нм

,

мм

2D,

мм

D,

мм

·10-9,

м2

·10 -9

м2

1






632,8
















2













...













14
















  1. Побудувати графік залежності D= f().

  2. Зменшити відстань L між щілиною та екраном наближено в два рази. Переконатися, що для нових значень D виконується співвідношення (3).

  3. Проаналізувати отримані результати та зробити висновки.



Контрольні запитання

  1. Як слід розуміти поняття корпускулярно-хвильовий дуалізм для мікрочастинок?

  2. В чому полягає фізичний зміст співвідношення невизначеностей Гейзенберга?

  3. Поясніть співвідношення невизначеностей Гейзенберга на прикладі руху фотонів крізь щілину.

  4. Наведіть приклади фізичних явищ, які знаходять своє пояснення на основі співвідношення невизначеностей Гейзенберга.

  5. Де використовуються хвильові властивості потоків мікрочастинок?

  6. Чому для виконання даної роботи доцільно використати лазер?

Схожі:

Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Фізична та біомедична електроніка»
Зародження квантової механіки. Методи квантової механіки. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра зі спеціальності «Мікро- та наноелектронні прилади і пристрої»
Зародження квантової механіки. Методи квантової механіки. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconПерелік дисциплін, які виносяться для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень спеціаліста, магістра зі спеціальності «Мікро- та наноелектронні прилади і пристрої»
Зародження квантової механіки. Методи квантової механіки. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconЛабораторна робота №5 Перевірка правил Кірхгофа
Перед виконанням цієї роботи, необхідно вивчити теоретичний матеріал, приведений в розділах 1 І 2
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconЕкспериментальна перевірка ефективності методики навчання комп’ютерних мереж студентів інженерно-педагогічних спеціальностей вищих навчальних закладів постановка проблеми
Експериментальна перевірка ефективності методики навчання комп’ютерних мереж студентів інженерно-педагогічних спеціальностей вищих...
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconЛабораторна робота №1 «Оцінювання параметрів і перевірка статистичних гіпотез у випадку вибірок малого об’єму»
...
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconЛабораторна робота №1 «Оцінювання параметрів і перевірка статистичних гіпотез у випадку вибірок малого об’єму»
З метою порівняння кількісних І якісних показників двох однотипних виробничих процесів a І b проведені вибірки (x1, x2, …, xn) І...
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconЕкспериментальна перевірка методів аналізу лінійних складних електричних кіл постійного струмУ
Підготовчий етап лабораторної роботи передбачає вивчення теоретичного матеріалу [1- с. 40-67, 2 – c. 24-59]
Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconДокументи
1. /ЛАБОРАТОРНА РОБОТА ь1.doc
2. /ЛАБОРАТОРНА...

Лабораторна робота №17 Експериментальна перевірка співВідношення невизначеностей Гейзенберга для фотонів iconДокументи
1. /Лабораторн_ роботи гр. 721/Вх_дний контрол з ЛАБ. РОБ. Ф_ЗИКА.doc
2. /Лабораторн_...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи