PASCO Microwave Optics: Basic System WA-9314C

WA-9314C – Sistema per lo studio dell’ottica con le microonde. Le relazioni esistenti fra una semplice onda che viaggia su una corda e le complesse interazioni tipiche dell’ottica, non sempre risultano chiare agli studenti. Per superare questo ostacolo, la PASCO propone questo sistema che offre il vantaggio di poter considerare i fenomeni ottici sulla scala fortemente ingrandita delle frequenze delle microonde. Usando microonde dell’ordine di 3cm di lunghezza, cambia radicalmente la scala dell’esperimento, che diventa così più intuitivo. I micron diventano centimetri e le classiche variabili ottiche degli esperimenti, nascoste nelle scale micrometriche dell’ottica tradizionale, appaiono subito più facili da concepire e da manipolare. Lo studente trae vantaggio da questa “amplificazione di scala” dei fenomeni: maggiori lunghezze d’onda rendono più immediate la comprensione e la visualizzazione delle complesse interazioni fra le onde elettromagnetiche. Le fenditure di diffrazione sono larghe alcuni centimetri e i filtri polarizzatori sono lastre in acciaio con intagli ben visibili. Il sistema consente di simulare esperimenti tradizionali di ottica quali riflessione e rifrazione, polarizzazione, interferenza da due fenditure ed altri esperimenti di base come la localizzazione di ventri e nodi e di onde stazionarie fra due riflettori. Il sistema, insomma, rappresenta un valido ponte concettuale fra l’interazione delle onde elettromagnetiche e la teoria delle onde meccaniche.
Principio di funzionamento: elementi chiave del sistema sono il trasmettitore e il ricevitore a diodo Gunn. Il primo è un trasmettitore a bassa tensione di microonde polarizzate linearmente (10.5GHz, 15mW). Il fascio di onde generato viene usato per gli esperimenti. Quando esso viene riflesso, rifratto o diffratto o filtrato dai polarizzatori, e quindi inviato al ricevitore, quest’ultimo raccoglie le microonde e ne misura l’intensità secondo le varie direzioni da cui provengono. Il ricevitore ha un amplificatore interno e una scala variabile di sensibilità, in modo da garantire risultati precisi e affidabili anche per misurazioni a bassa intensità.

Caratteristiche e specifiche:
– fenditure per diffrazione: in acciaio, con supporti e separatori,
– prisma in Ethafoam con sfere in resina stirenica per esperimenti sulla rifrazione. Viene determinato l’indice di rifrazione della resina stirenica,
– supporti rotanti: trasmettitore e ricevitore sono montati su supporti rotanti a 360°, caratteristica importante per gli esperimenti sulla polarizzazione,
– trasmettitore a diodo Gunn: generatore a bassa tensione, molto stabile, di microonde polarizzate linearmente: 10.5GHz, 15mW,
– altezza dei componenti: 18cm, tale da minimizzare eventuali riflessioni dal banco di appoggio,
– ricevitore con amplificatore integrato: la regolazione di sensibilità garantisce dati puliti anche per misurazioni a bassa intensità (diffrazione di Bragg e angolo di Brewster),
– goniometro: con bracci fissi e orientabili: è importante la buona orientazione dei lunghi bracci del sistema, a loro volta millimetrati,
– bracci fissi per esperimenti di interferometria,
– assemblaggio magnetico: tutti i componenti del sistema si fissano magneticamente. Precisione e rapidità di assemblaggio del sistema,
– garanzia sui materiali: tutti i componenti del sistema sono realizzati in acciaio inossidabile o in alluminio pressofuso.

Accessorio per ottica con le microonde. Comprende:
– un pannello in polietilene per la misura dell’angolo di Brewster,
– un simulatore di cristallo per esperimenti sulla diffrazione di Bragg. E’ un reticolo cubico in spugna plastica in cui sono immerse 100 sfere metalliche schierate a 5x5x4.