Měření vlnové délky světla

„Sedněte si každý do jedné lavice,“ usmívám se několik sekund před zvoněním na hodinu fyziky na žáky třídy 14M SPŠST Panská v učebně fyziky.

Zmateně se po sobě podívají, typicky ve spěchu prolistují své poznámky v sešitě a zaujmou svá místa.

„Mám tu dílenský metr,“ ukážu svinovací dvoumetr, „s jehož pomocí bych rád naměřil vlnovou délku lidským okem viditelného světla. Ta, jak už dávno víme, se pohybuje v řádu stovek nanometrů. Jak to tedy uděláme tímhle metrem? Máte asi pět minut na to, abyste to vymysleli.“

Žáci se pustí do práce. Někteří přemýšlejí sami, jiní nahlédnou opět do svých poznámek, kde nalézají z minulé hodiny řešené úlohy zaměřené právě na jev, pomocí kterého lze zadaný úkol vyřešit. Postupně si mě volají a ptají se, co máme kromě metru k dispozici. Jedinou další pomůckou je optická mřížka. Když to každému žáku pošpitám, téměř okamžitě nakreslí schéma aparatury a vypíše fyzikální veličiny, které je nutné k nalezení vlnové délky světla znát. Během několika minut tak všichni dojdou k závěru, že nejlepší metodou měření vlnové délky světla bude použití ohybu světla na optické mřížce.

Proto můžu přinést z kabinetu připravenou soupravu, v níž je do stativu upnutá optická mřížka a laser. Na tabuli nakreslím schéma experimentálního uspořádání a nakreslím tabulku, do které budeme vyplňovat postupně naměřené fyzikální veličiny.

„Měření uděláme jedno společně, laboratorní práci pak vypracujete doma všichni - tentokráte každý sám za sebe,“ vysvětluji další postup práce.

Postupně se pak žáci u katedry střídají a proměřují ty fyzikální veličiny, které jsou nutné k výpočtu vlnové délky světla laseru. Vzhledem k tomu, že tuto laboratorní práci dělávám se žáky pravidelně, těším se na měření vzdálenosti mřížky od zdi učebny, která posloužila jako stínítko. A ani letos jsem nebyl zklamán! I tentokráte byl problém, jak určit hledanou vzdálenost. Mezi optickou mřížkou a stěnou se kromě části stolu nacházel i volný prostor, který měření pokaždé značně zkomplikuje. Ale nakonec se podařilo i tentokráte problém vyřešit.

Pak jsme promítli ohybový obrazec na stěnu, vyznačili polohy interferenčních maxim a mohli proměřovat jejich vzdálenosti od hlavního maxima.

Doma pak žáci zpracovali protokol, který všichni včas odevzdali. A je nutno žáky pochválit! Protokoly byly vesměs velmi kvalitní a zdá se, že jsou i původní. Ostatně od technicky a fyzikálně velmi zdatné pánské třídy 14M jsem neočekával ani nic zásadně jiného.

Průběh měření zobrazují fotografie.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl

© Jaroslav Reichl, 18. 12. 2016