Дифракционни решетки: много процепи, по-остри пикове

1 · Предскажи

Дифракционната решетка има стотици плътно разположени успоредни процепа (измерва се в линии на милиметър). Дифрактира ли решетка с ПОВЕЧЕ линии на милиметър светлината към по-голям или по-малък ъгъл за първия светъл пик?

• По-голям ъгъл — повече линии на mm значи по-малко разстояние между процепите, което разпръска дифракционната картина към по-широк ъгъл.
• По-плътна решетка дава по-малък дифракционен ъгъл.
• Дифракционният ъгъл не зависи от линиите на mm.

2 · Постановка

1. Отвори настройката решетка и натисни Нулирай. Дължината на вълната на светлината е 500 nm.
2. Включи показанието за ъгъл на дифракция от първи порядък.
3. Задай плътността на линиите на решетката за всеки опит и запиши ъгъла на светла ивица от първи порядък.

3 · Събери данни

Чертай sin θ (ос y) спрямо линиите на mm (ос x) за трите си опита. Права ли е линията през началото?

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли разстоянието между процепите d = 1/(линии на mm) в mm, после реши d·sin θ = λ за θ, с λ = 500 nm (внимателно превръщайки единици). Сравни с таблицата.
2. Обясни защо ПО-ВИСОКА плътност на линиите (повече линии на mm) значи ПО-МАЛКО разстояние d между процепите, което — понеже d·sinθ = λ — изисква ПО-ГЛЯМ ъгъл θ, за да се удовлетвори същото условие за дължина на вълната.

5 · Надгради

1. Дифракционните решетки са сърцето на повечето спектрометри: различни дължини на вълните дифрактират към различни ъгли от същата решетка, пространствено разделяйки спектъра на светлинен източник за анализ. Обясни защо по-плътна решетка (повече линии на mm) дава ПО-ДОБРА разделителна способност по дължина на вълната — тя разпръсква даден обхват дължини върху по-широк ъглов обхват.
2. Цветната дъга, която виждаш да се отразява от CD или DVD, е поведение на дифракционна решетка — плътно разположените информационни писти на диска действат като отражателна решетка. Обясни защо накланянето на CD под различни ъгли разкрива различни цветове най-ярко.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат