Hacettepe Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği FİZ DALGALAR LABORATUARI 8-9 GÜZ ÖĞRENCİ NO ADI SOYADI GRUP ADI GRUP ARKADAŞLARI DENEYİN YAPILDIĞI TARİH RAPOR TESLİM TARİHİ DENEY SORUMLUSU DENEYİN ADI NEWTON HALKALARI DENEYİN AMACI ARAÇ VE GEREÇLER
GEREKLİ KISA BİLGİ VE BAĞINTILAR İnce hava film ile cam arasında kalınlık değme-temas noktasında (O ile gösterilmiştir ) sıfırdır. Temas noktasından uzaklaştıkça örneğin bir P noktasında bir d kalınlığına ulaşmaktadır. Yani kalınlık değişmektedir. Merceğin eğrilik yarıçapı olan R değeri eğer r uzaklığından çok büyükse sisteme yukarıdan bakıldığında elde edilen desen, Newton halkaları olarak adlandırılır. İnce hava kamasının herhangi bir noktasındaki kalınlığı, arakesit ekseninden (P) başlayarak aydınlık çizgiler sayılarak bulunabilir. d=mλ dan (n= hava için), m sayılıp λ bilinirse, d bulunur. Bu deneyde; bir düz cam düzlem ve küresel mercek içeren bir düzenek ve tek renkli ışık ile oluşturulan (girişim sonucu elde edilen) Newton halkalarından yararlanılarak küresel merceğin eğrilik yarıçapı olan R değeri ve tek renkli ışığın dalgaboyu belirlenecektir.
DENEYIN YAPILIŞI: Şekil. Newton halkaları deney düzeneği Şekil de verilen deney sisteminde gözlenebilecek en iyi Newton halkaları için gerekli ayarlar yapılmalıdır. Newton halkaları ekranda büyütülmüş olarak gözlendiğinden, gerçek halka yarıçaplarının hesaplanabilmesi için büyütme çarpanının hesaplanması gerekmektedir. VERİLER VE HESAPLAMALAR Deneyde kullanılan süzgeçlerin dalgaboyları; sarı = 78 nm ± nm yeşil = nm ± nm mavi = nm ± nm D: Bir Newton halkasının çapı r: yarıçap Kesim I: Dalgaboyu bilinen bir ışık ( = R nin bulunması (nhava=) nm ) kullanılarak merceğin eğrilik yarıçapı Bu kesim için büyütme çarpanı: Çizelge. = nm dalgaboyu ışıkla oluşan Newton halkalarının verileri m Dm ( ) büyütülmüş 7 Dm ( ) gerçek rm ( ) gerçek rm ( ) Grafik kağıdı kullanarak f (m+/ ) in fonksiyonu olarak r grafiğini oluşturunuz ve R eğrilik yarıçapını, grafik üzerinde bulunuz. (grafiğinizi Grafik için ayrılan alana yapıştırınız)
Grafik : Eğrilik yarıçapının Grafik den deneysel hesaplanan değeri: Rdeney =. Eğrilik yarıçapının gerçek değeri: R=,±, m Diferansiyel hata hesabı=
Kesim II: Üç farklı dalgaboyunda süzgeç kullanılarak elde edilen Newton halkalarının yarıçaplarından yararlanılarak süzgeçlerin λ dalgaboylarının bulunması Rdeney (bir önceki deneyden bulunan değer )= Çizelge a Sarı süzgeç Büyütme çarpanı: m Dm ( ) deney D m( )gerçek rm ( ) gerçek rm ( ) sarı = Çizelge b Yeşil süzgeç Büyütme çarpanı: m Dm ( ) deney Dm( )gerçek rm ( ) gerçek rm ( ) yeşil = Çizelge c Mavi süzgeç Büyütme çarpanı: m Dm ( ) deney Dm( )gerçek rm ( ) gerçek rm ( ) mavi = Elde ettiğiniz verilerle, aynı grafik kağıdı üzerinde r =f(m+/) eğrilerini çiziniz (Grafik ) ve bu eğrileri kullanarak, her bir süzgeç için dalgaboyu (λ) hesaplayınız ve sonucunuzu uygun çizelge ye yazınız. Gerçek değerleri ile karşılaştırarak hatanızı (yüzde hata) bulunuz.
Grafik : Hata hesabı: Sarı süzgeç Yeşil süzgeç Mavi süzgeç YORUM:
SORULAR.Newton halkalarını tanımlayınız ve nasıl oluştuğunu kısaca açıklayınız?. Oluşan girişimler neden daireseldir?. Halkaların birbirine yakınlığı veya uzaklığı neye bağlıdır?. Halkaların merkezi niçin karanlıktır?. Hesaplamalar için niçin aydınlık çizgiler kullanılmaktadır?. lik bir açı ile konulan yarı geçirgen ( veya ayna?) deneydeki görevi nedir? 7. Eğer mercek altındaki cam yüzey yerine ayna konursa ne olur? 8. Tümsek merceğin altındaki cam düz yüzey yerine yine bir mercek konulursa ne olur?. Mercek ve düz cam arasına birkaç damla sıvı konulursa ne olur?. Merceğin eğrilik yarıçapını küçültürseniz ne olur?. Merceklerin tam küresel olarak tıraşlanıp tıraşlanmadıkları, Newton halkaları deneyinden yararlanılarak bulunabilir mi? 7