Alcune istruzioni per l utilizzo del programma DataStudio nell esperienza della diffrazione da singola fenditura. Ecco un breve elenco delle operazioni da fare nell utilizzo del software. Si controlli che la strumentazione (il sensore luminoso e il sensore di moto rotatorio) siano correttamente collegati al computer. Cliccare sull icona DataStudio sul desktop. Scegliere l opzione Crea esperimento. Comparirà una finestra con due grafici cartesiani come in figura. Cliccare su Imposta. Apparirà una schermata come quella in basso.
La lampadina rappresenta il sensore luminoso, la figura con il cerchio e le freccette il sensore di rotazione. Cliccare sulla lampadina. Selezionare come grandezza intensità luminosa e come unità di misura il lux. Cliccare sulla figura con il cerchio e le freccette.
Selezionare posizione lineare. l unità di misura possibile è solo metri.
Nella scheda Sensore di moto rotatorio in Tipo di misura lineare selezionare altro e inserire il corretto valore per Lunghezza di una rotazione, ruotando di 360 il disco del sensore di rotazione e misurando lo spostamento lineare.. Abbiamo visto nel caso esaminato che il valore corretto è 0,0785 m. Abbiamo inserito 0.08 m. Chiudere la finestra Impostazione dell esperimento.
Cliccare col tasto destro del mouse su uno dei due grafici e scegliere Rimuovi dati selezionati. Cliccare sull asse delle ascisse e scegliere Posizione lineare Cliccare sull asse delle ordinate e scegliere Intensità luminosa. Ingrandire la finestra.
Cliccare col tasto destro sul grafico e scegliere Impostazioni.
Deselezionare la casella Collega punti di dati. Adesso procedere all esperimento cliccando su Avvia. Alcuni accorgimenti: usare la fenditura da 0,16 mm e porla abbastanza lontano rispetto al sensore di intensità luminosa. Questo aumenterà la distanza fra le figure di interferenza. Ma l intensità delle figure di interferenza sarà dispersa su una lunghezza più vasta, dunque fare attenzione. Abbiamo usato una fenditura da 0,5 mm davanti al sensore. Probabilmente non ne serve una più piccola, si possono fare delle prove. Il sensore luminoso ha tre scale: 0-1 lux, 0-100 lux e 0-10000 lux. La scala centrale 0-100 lux dovrebbe andare bene. durante la misura spostare il sensore a mano sul rack senza agire sulla rotellina. Iniziare la scansione da un lato della figura di interferenza e muoversi verso il lato opposto.
Effettuate le misure è meglio aumentare il numero delle cifra significative prima di esportarli su Excel. Per far ciò, cliccare sulla riga RACCOLTA #1 per ognuno dei tre set di dati: posizione lineare, Intensità luminosa e Intensità luminosa in funzione della Posizione lineare. Nella finestra che apparirà per ognuno dei tre set di dati, selezionare Numerico e scegliere la casella Cifre significative e impostarne un numero abbastanza grande, ad esempio 4 o 5.
Le misure sopra riportate possono non corrispondere all analisi riportata in seguito. L(mm)= 670 d(mm)= 0.16 xs xd dx dx/2 dx/(2*l) n lambda 0.01721 0.01153 0.00568 0.00284 0.004238806 1 6.78209E-07 0.0198 0.008959 0.010841 0.005421 0.008090299 2 6.47224E-07 0.02223 0.006284 0.015946 0.007973 0.0119 3 6.34667E-07 0.02473 0.003506 0.021224 0.010612 0.015838806 4 6.33552E-07 0.003982488 6.37198E-07 lambda 648.4129353 3.19661E-05 Dlambda 22.32835821
Esiste un altro metodo per l acquisizione dei dati. E possibile scegliere di campionare i dati non in continua ma solo a scelta dello sperimentatore. Per far ciò, cliccare su Esperiemento Imposta opzioni di campionamento.
Selezionare Registra i dati solo se richiesto ma deselezionare Inserisci un valore da tasiera. Appunti sul lux: Si definisce intensità radiante di una sorgente l energia per unità di tempo e unità di angolo solido che una sorgente emette in una particolare direzione. Si misura in watt su steradiante. L intensità luminosa è l intensità radiante pesata per la funzione luminosità, che determina la sensibilità dell occhio umano in funzione della lunghezza d onda della radiazione. Photopic (black) and scotopic (green) luminosity functions. [c 1] The photopic includes the CIE 1931 standard [c 2] (solid), the Judd Vos 1978 modified data [c 3] (dashed), and the Sharpe, Stockman, Jagla & Jägle 2005 data [c 4] (dotted). The horizontal axis is wavelength in nm. (from Wikipedia).
La funzione luminosità è normalizzata ad 1 rispetto al suo massimo che si trova attorno a =655 nm. L unità di misura dell intensità luminosa è la candela (simbolo cd). Essa è definita come l intensità luminosa in una data direzione di una sorgente che emetta radiazione monocromatica di frequenza un intensità radiante di 1/683 watt per steradiante. Hz con Hz corrisponde appunto a circa 655 nm. Per una sorgente monocromatica di lunghezza d onda dove è l intensità luminosa espressa in candele, è la funzione luminosità e è l intensità radiante espressa in watt per steradiante. Per una sorgente policromatica. Il flusso luminoso è definito come la potenza irradiata da una sorgente pesata per la funzione luminosità. In altre parole è l intensità luminosa di una sorgente integrata rispetto a tutte le direzioni su un angolo solido pari a 4π steradianti. Data una sorgente e fissato un angolo solido Ω a partire da essa, è anche possibile definire il flusso luminoso della sorgente nel solo angolo solido Ω come l integrale dell intensità luminosa in Ω. La sua unità di misura è il lumen. Esso è definito come il flusso luminoso di una sorgente isotropa dell intensità luminosa di 1 candela attraverso un angolo solido di 1 steradiante. Una sorgente isotropa da 1 candela avrà allora un flusso luminoso totale di 4π 12,57 lumen. L illuminamento di un dato oggetto è definito come il rapporto fra il flusso luminoso incidente sull oggetto e l area dell oggetto stesso. Si misura in lux. 1 lux=1 lumen/m 2.