Óptica

Red de difracción

Muchas rendijas afilan los máximos en órdenes brillantes finos en d·sinθ = mλ — base de un espectrómetro.

Red de difracción — simulación interactiva de Óptica. Muchas rendijas afilan los máximos en órdenes brillantes finos en d·sinθ = mλ — base de un espectrómetro. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.

Rejilla de difracción

Muchas rendijas afilan los máximos en órdenes brillantes delgadas en d·sinθ = mλ: base de un espectrómetro.

N rendijas paralelas interfieren de forma constructiva en ángulos que satisfacen d sin θ = mλ, concentrando la energía en órdenes espectrales nítidos. El poder de resolución es R = mN — más rendijas iluminadas afinan los órdenes y mejoran la resolución en longitud de onda; por eso las redes con muchas líneas muy juntas reemplazan a los prismas en los espectrómetros de precisión.

• Red de difracción d sin θ = mλ
• Órdenes claros

Resumen de la investigación

Planifica la pregunta antes de abrir el laboratorio

El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.

Pregunta guía

Una rejilla de difracción tiene cientos de rendijas paralelas muy espaciadas (medidas en líneas por milímetro). ¿Una rejilla con MÁS líneas por milímetro difracta la luz en un ángulo mayor o menor para el primer pico brillante?

Predicciones a evaluar

• Ángulo más grande: más líneas por mm significa un espacio más pequeño entre rendijas, lo que extiende el patrón de difracción a un ángulo más amplio.
• Una rejilla más densa produce un ángulo de difracción más pequeño.
• El ángulo de difracción no depende de líneas por mm.

Roles de las variables

Lo que configuraste:

• Líneas por mm

Lo que mides:

• Ángulo de primer orden θ (°)

Cómo se desarrolla la investigación

1. Abra el ajuste preestablecido de rejilla y presione Restablecer. La longitud de onda de la luz es 500 nm.
2. Habilite la lectura del ángulo de difracción de primer orden.
3. Establezca la densidad de línea de la rejilla para cada prueba y registre el ángulo de franja brillante de primer orden.

Ecuación rectora

Ecuación de la rejilla de difracción — d·sinθ = mλ

Una rejilla con separación entre rendijas d produce franjas brillantes siempre que d·sen θ = mλ (m = 1, 2, 3… para órdenes sucesivas). Una rejilla más densa (d más pequeña, más líneas por mm) difracta una longitud de onda determinada en un ángulo mayor.

Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan

• Para una prueba, calcule el espaciado de rendijas d = 1/(líneas por mm) en mm, luego resuelva d·sen θ = λ para θ, usando λ = 500 nm (convirtiendo las unidades con cuidado). Compare con la tabla.
• Explique por qué una densidad de líneas MÁS ALTA (más líneas por mm) significa un espaciamiento de rendijas MÁS PEQUEÑO d, que, dado que d · senθ = λ, requiere un ángulo MÁS GRANDE θ para satisfacer la misma condición de longitud de onda.

Dónde aparece esto más allá del laboratorio

• Las rejillas de difracción son el corazón de la mayoría de los espectrómetros: diferentes longitudes de onda se difractan en diferentes ángulos desde la misma rejilla, separando espacialmente el espectro de una fuente de luz para su análisis. Explique por qué una rejilla más densa (más líneas por mm) proporciona MEJOR resolución de longitud de onda: extiende un rango de longitud de onda determinado en un rango angular más amplio.
• El colorido arcoíris que se ve reflejado en un CD o DVD es un comportamiento de rejilla de difracción: las pistas de datos del disco, muy juntas entre sí, actúan como una rejilla de reflexión. Explique por qué al inclinar un CD en diferentes ángulos se revelan diferentes colores con mayor intensidad.

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Bienvenido a la rejilla
2. Selecciona la rejilla
3. Pulsa Reproducir
4. Órdenes espectrales nítidas
5. Abre el panel de propiedades
6. ¡Lo lograste!

Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.

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Descargar ficha de laboratorio →

Interferencia y difracción