Diffraktionsgitre: Mange spalter, skarpere toppe

1 · Forudsig

Et diffraktionsgitter har hundredvis af tæt liggende parallelle spalter (målt i linjer pr. millimeter). Diffrakterer et gitter med FLERE linjer pr. millimeter lyset til en større eller mindre vinkel for den første lyse top?

• Større vinkel — flere linjer pr. mm betyder mindre afstand mellem spalterne, hvilket udbreder diffraktionsmønsteret til en bredere vinkel.
• Et tættere gitter giver en mindre diffraktionsvinkel.
• Diffraktionsvinklen afhænger ikke af linjer pr. mm.

2 · Opsætning

1. Åbn forudstillingen grating, og tryk på Nulstil. Lysbølgelængden er 500 nm.
2. Slå aflæsningen af diffraktionsvinklen for første orden til.
3. Indstil gittets linjetæthed for hver måling, og registrér vinklen på den lyse stribe af første orden.

3 · Saml data

Tegn sin θ (y-aksen) som funktion af linjer pr. mm (x-aksen) for dine tre målinger. Er linjen ret og går gennem origo?

4 · Analysér

1. Beregn for én måling spalteafstanden d = 1/(linjer pr. mm) i mm, og løs derefter d·sin θ = λ for θ, med λ = 500 nm (omregn omhyggeligt enheder). Sammenlign med tabellen.
2. Forklar, hvorfor en HØJERE linjetæthed (flere linjer pr. mm) betyder en MINDRE spalteafstand d, hvilket — da d·sinθ = λ — kræver en STØRRE vinkel θ for at opfylde den samme bølgelængdebetingelse.

5 · Udvid

1. Diffraktionsgitre er hjertet i de fleste spektrometre: Forskellige bølgelængder diffrakteres til forskellige vinkler fra det samme gitter og adskiller rummeligt en lyskildes spektrum til analyse. Forklar, hvorfor et tættere gitter (flere linjer pr. mm) giver BEDRE bølgelængdeopløsning — det udbreder et givet bølgelængdeinterval over et bredere vinkelinterval.
2. Den farverige regnbue, du ser reflekteret fra en cd eller dvd, er diffraktionsgitter-adfærd — diskens tæt liggende dataspor fungerer som et refleksionsgitter. Forklar, hvorfor det at vippe en cd i forskellige vinkler får forskellige farver til at træde tydeligst frem.

Fysikken bag dette eksperiment

← Tilbage til eksperimentet

138 gratis printbare fysik-labark