Описание установки и порядок выполнения работы

Для экспериментального исследования соотношения неопределенности Гейзенберга собирается установка, схема которой приведена на рис. 3. Установка состоит из лазера 1, излучающего в видимом диапазоне спектра (наиболее доступным является гелий-неоновый лазер, длина волны которого l= 632,8 нм), регулируемой щели 2, установленной на подвижном рейтере и экрана 3. Все элементы экспериментальной установки размещаются на оптической скамье.

Рис. 3.

Для фотонов известной энергии осуществить экспериментальную проверку соотношения неопределенности Гейзенберга DxDpx ³ h/4p

1. Включить лазер, предварительно предупредив преподавателя.

2. Получить с помощью щели дифракционную картину на экране. Для достижения оптимальных условий измерений полностью закройте с помощью микровинта щель и снимите отсчет по его шкале. Точность нулевого отсчета ширины щели имеет принципиальное значение для выполнения всей работы. Поэтому необходимо тщательно определить момент полного закрытия щели, многократно (минимум 5 раз) открывая и закрывая щель и наблюдая появление и исчезновение дифракционной картины на экране.

3. Медленно вращая микровинт открыть щель, снять отсчет по микровинту ширины щели d затем измерить ширину центрального максимума дифракционной картины 2* l.

4. Измерить расстояние L от щели до экрана.

5. Выполнить пункты 2-4 три раза, для различных L и результаты занести в таблицу.

6. Вычислить энергию Е = hc/l кванта света, излучаемого лазером, полагая, что длина волны излучения известна.

7. Вычислите sin j, используя теорему Пифагора.

8. Определить произведение DxDpx=

9. Сравнить полученные произведения DxDpx с величиной постоянной Планка. Для всех без исключения измеренных значений Dx и Dpx должно быть выполнено соотношение DxDpx³ h/4p.

10.

Таблица 1.

L1, м	L2, м	L3, м
d,м	2l,м	DxDpx,Джс	d,м	2l,м	DxDpx,Джс	d,м	2l,м	DxDpx, Дж с

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. В чем заключается и проявляется корпускулярно-волновой дуализм света.

2. Объясните дифракционную картину, возникающую при дифракции света на щели с точки зрения волновой и корпускулярной теории.

3. Какие физические величины и как могут быть оценены с использованием соотношения неопределенности?

4. Почему принцип неопределенности считается фундаментальным принципом квантовой механики?

5. Почему движение микрочастиц нельзя описать с помощью понятия траектории?

Дата добавления: 2014-12-27