Difrakční mřížky: mnoho štěrbin, ostřejší vrcholy

1 · Predikuj

Difrakční mřížka má stovky těsně rozestavených paralelních štěrbin (měřeno v čarách na milimetr). Difraktuje mřížka s VÍC čarami na milimetr světlo k většímu, nebo menšímu úhlu pro první světlý vrchol?

• Větší úhel — víc čar na mm znamená menší rozestup štěrbin, což rozprostírá difrakční obrazec do širšího úhlu.
• Hustší mřížka dává menší difrakční úhel.
• Difrakční úhel na čarách na mm nezávisí.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu grating a stiskni Resetovat. Vlnová délka světla je 500 nm.
2. Zapni odečet difrakčního úhlu prvního řádu.
3. Nastav hustotu čar mřížky pro každý pokus a zapiš úhel světlého proužku prvního řádu.

3 · Sbírej data

Vynes sin θ (osa y) proti čarám na mm (osa x) pro své tři pokusy. Prochází čára počátkem?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti rozestup štěrbin d = 1/(čar na mm) v mm, pak vyřeš d·sin θ = λ pro θ s λ = 500 nm (pečlivým převodem jednotek). Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli, proč VYŠŠÍ hustota čar (víc čar na mm) znamená MENŠÍ rozestup štěrbin d, což — protože d·sinθ = λ — vyžaduje VĚTŠÍ úhel θ pro splnění téže podmínky vlnové délky.

5 · Rozšiř

1. Difrakční mřížky jsou srdcem většiny spektrometrů: různé vlnové délky se difragují na různé úhly ze stejné mřížky, prostorově oddělujíce spektrum zdroje světla pro analýzu. Vysvětli, proč hustší mřížka (víc čar na mm) dává LEPŠÍ rozlišení vlnových délek — rozprostírá daný rozsah vlnových délek přes širší rozsah úhlů.
2. Barevná duha, kterou vidíš odrážet se z CD nebo DVD, je chování difrakční mřížky — těsně rozestavené datové stopy disku fungují jako reflexní mřížka. Vysvětli, proč naklánění CD v různých úhlech odhaluje různé barvy nejjasněji.

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky