A látogatók az Optikai és Kvantumelektronikai tanszék hallgatói laboratóriumában megismerkedhettek azokkal a kísérletekkel, melyeket a hallgatók II. éves korukban végeznek el.

A kísérleteket Hanyecz István V. éves fizikushallgató mutatta be. A laboratóriumban bemutattunk még egy működő Michelson–interferométert is, amelyen jól végig követhető volt az interferométer működési elve is.

   Fénysebesség mérése levegőben, szilárd testben és folyadékban

A mérés: Egy fénykibocsátó dióda (LED) fényét f frekvenciával modulálja egy elektronikai egység. A hallgatók a modulált fényt egy saroktükör segítségével visszairányítják az elektronikai egység fotodiódájához, melyen a fény terjedési idejének megfelelő fáziskülönbséggel jelenik meg váltakozó feszültség. A fázisokat egy oszcilloszkóp segítségével hasonlítják össze. A két váltakozó feszültséget egy X-Y üzemmódban használt oszcilloszkóp X és Y bemenetére kapcsolva, az oszcilloszkóp ernyőjén egy ellipszis jelenik meg. Abban a speciális esetben, amikor a két fázis különbsége 0 vagy π, az ellipszis pozitív ill. negatív meredekségű egyenessé válik. Eltávolítva a saroktükröt beállítják azt az úthosszat, amely során az emittált és detektált fény fáziskülönbsége π-vel változik meg, ekkor a terjedési időkülönbség Δt=1/2f. A Δx elmozdulás során a fényút hossza 2Δx-szel növekedett, ennek alapján a fénysebesség: c= 2Δx/Δt.

Lencsék és lencserendszerek fókusztávolságának meghatározása

A mérés: A hallgatók két gyűjtőlencse fókusztávolságát mérik a Bessel- és az Abbe-módszer használatával. Ezután egy szórólencse gyújtótávolságát mérik meg. A szórólencsét (f₁) egy olyan ismert fókusztávolságú gyűjtőlencsével (f₂) kapcsolják össze, hogy az így létrehozott lencserendszer már gyűjtőlencseként működjön, ennek fókusztávolsága az Abbe-módszerrel meghatározható. Két tagból álló lencserendszer f fókuszának reciproka a rendszert alkotó két lencse egymás felé eső főpontjai közötti távolságnak lineáris függvénye. A függvény kimérésével és grafikus kiértékelésével ezen egyenes meredekségéből f1 értékét meghatározzák.

Mérések mikroszkóppal

A mérés: A mikroszkópobjektívek nagyítását a hallgatók egy ugyanolyan beosztású tárgy- és okulármikrométerrel mérik meg. Ezután a tárgymikrométert hitelesnek tekintve hitelesítik az okulármikrométer skáláját, mellyel különböző mikroszkopikus objektumok méretét határozzák meg. A numerikus apertúra meghatározásához a mikroszkóp kondenzorlencséjét eltávolítják, és az okulárt kicserélik egy lyukblendére. Adott h távolsággal a tárgyasztal alá helyezett skála segítségével a látómező l átmérőjét lemérik. A numerikus apertúrát a NA= n sin(arctg(1/2h)) összefüggés alapján számolják ki, ahol n=1, a levegő törésmutatója. Végül üveglemezek törésmutatóját határozzák meg az üveglemezbeli és a levegőbeli optikai úthosszkülönbség megmérésével.

Félvezető diódák vizsgálata

A mérés: A hallgatók egy kiadott kapcsolási paneltábla segítségével összeállítanak olyan elektromos kapcsolást, amellyel vizsgálhatók különböző típusú diódák karakterisztikái. A kapcsolást felhasználva felveszik a kiadott Si-dióda és  GaAs LED nyitóirányú karakterisztikáját, majd ábrázolják mindkét dióda esetében az ln(I) értékeket a feszültség függvényében. Ezután felveszik a Zener-dióda záróirányú karakterisztikáját, és ábrázolják az I(U) karakterisztikát és meghatározzák a névleges Zener-feszültséget, valamint a dinamikus ellenállást. Ezután tanulmányozzák a Zener diódák feszültség stabilizáló alkalmazását. Végül megmérik fotodióda áramát egy izzólámpa áramának függvényében, 5 V zárófeszültség mellett és ábrázolják a diódán átfolyó áramot az izzó áramának függvényében.

Michelson interferométer:
A lézersugár fényét az 1. tükör után elhelyezett gyűjtőlencse széttartóvá teszi. A nyalábosztó kocka két azonos intenzitású részre bontja a beeső nyalábot. A 2. és 3. tükrökről visszaverődő nyalábok a nyalábosztón újra áthaladva az ernyőn találkoznak, és interferenciaképet hoznak létre. Az interferenciakép egy adott pontjában az intenzitást az ott találkozó sugarak fáziskülönbsége határozza meg. Erősítés (világos gyűrűk) akkor jön létre ha hullámhegy hullámheggyel találkozik. Ekkor az interferométer karjainak különbsége a lézer félhullámhosszának (256 nm) egész számú többszöröse. Kioltás esetén hullámhegy hullámvölggyel találkozik (sötét gyűrűk). Rázkódásra a karhosszak kissé megváltoznak és az interferenciamintázat megváltozik.