Aparatura
Princip měření
Podobně jako u ostatních úloh naší vzdálené laboratoře vychází způsob měření i zde ze základní konfigurace daného experimentu. Zde se jedná o klasický difrakční experiment zabývající se Fraunhoferovu difrakcí. Zdroj koherentního monofrekvenčního světla (laser) osvětluje difrakční element (optickou mřížku). Rozptýlené paprsky jsou spojnou čočkou soustředěny na detekční plochu, kde se vytváří difrakční obrazec. Obrazec buď jen zobrazen, nebo nějakým způsobem načten a vykreslen. Standardním způsobem načítání difrakčního obrazce bývá často řešeno lineárně posouvaným detektorem po detekční ploše. Výstupem takto načtených dat difrakčního obrazce je závislost světelné intenzity na vzdálenosti daného místa od polohy nultého maxima. Podmínka pro difrakční maxima se však uvádí jako pro úhel rozptýlení paprsků. Tento úhel se pak musí dopočítávat z polohy difrakčního maxima a vzdálenosti detekčního stínítka od difrakčního elementu.
Obr. 1 – Blokové schéma měřící aparatury
Aby tato úloha byla ve svém návrhu (aspoň) trochu originální, zvolili jsme v této koncepci drobnou úpravu. Místo lineárně posouvaného detektoru jsme použili detektor pevný a naopak natáčíme celou část aparatury s laserem a difrakčním elementem. Tím získáváme rovnou závislost světelné intenzity na úhlu otočení (úhlu rozptýlení světla), což můžeme rovnou použít do podmínky difrakčního maxima. Oproti naší původní koncepci, kdy jsme chtěli natáčet detektor na otočném ramínku, nám toto řešení pomohlo mimo jiného omezit celkovou prostorovou náročnost experimentu.
Obr. 2 – Zpracování experimentálních dat v tabulkovém kalkulátoru
Hodnoty měřených veličin, tedy úhlu natočení a světelné intenzity, jsou postupně načítány, ukládány do tabulky a zobrazovány v grafu na ovládacím panelu. Průběžné zobrazení hodnot v grafu přímo na měřicím panelu úlohy slouží především pro orientační kontrolu správnosti naměřených dat, pro relevantní zpracování je třeba data uložit do CSV souboru a následně zpracovat v tabulkovém kalkulátoru, či jiném specializovaném softwaru.
