Optika

Diffraction grating

Maraming slit ang nagpapatalas ng maxima sa manipis na maliwanag na order sa d·sinθ = mλ — ang batayan ng spectrometer.

Diffraction grating — interactive na Optika simulation. Maraming slit ang nagpapatalas ng maxima sa manipis na maliwanag na order sa d·sinθ = mλ — ang batayan ng spectrometer. Libreng browser-based virtual physics lab na may live na SI measurement at guided tutorial.

Diffraction grating

Pinalalinas ng maraming slit ang maxima sa manipis na maliwanag na order sa d·sinθ = mλ — ang batayan ng spectrometer.

Nag-i-interfere nang constructive ang N na parallel na slit sa mga anggulong tumutugma sa d sin θ = mλ, na nagkokonsentra ng enerhiya sa matatalas na spectral order. Ang mas mataas na line density d ay nagpapabuti ng wavelength resolution — kaya pumapalit ang grating sa prism sa precision spectrometer.

• d sin θ = mλ
• Sharp orders

Investigation brief

Iplano ang tanong bago mo buksan ang lab

Ang brief ay kapareho ng prerendered na page: driving question, magkatunggaling hula, papel ng variable, governing law, setup, pagtatasa at prompt ng pagpapalawak — nananatiling nakikita at sa ganitong pagkakasunod.

Pangunahing tanong

May daan-daang siksikang magkakaparehong slit ang diffraction grating (sinusukat sa lines kada millimeter). Mas malaki o mas maliit bang anggulo ang dinidiffract ng grating na mas maraming lines kada millimeter para sa unang maliwanag na peak?

Mga hulang timbangin

• Mas malaking anggulo — mas maraming lines kada mm ay mas maliit na spacing sa pagitan ng slit, na lumalapat ng diffraction pattern sa mas malawak na anggulo.
• Mas maliit na diffraction angle ang mas siksik na grating.
• Hindi nakadepende sa lines kada mm ang diffraction angle.

Mga papel ng variable

Ang itinatakda mo:

• Lines kada mm

Ang sinusukat mo:

• First-order angle θ (°)

Paano tumatakbo ang investigation

1. Buksan ang grating preset at pindutin ang I-reset. 500 nm ang wavelength ng liwanag.
2. I-enable ang first-order diffraction angle readout.
3. Itakda ang line density ng grating sa bawat trial at itala ang first-order bright-fringe angle.

Governing equation

Diffraction Grating Equation — d·sinθ = mλ

Ang grating na may slit spacing d ay bumubuo ng maliwanag na fringe kung saan man nagtugma ang d·sin θ = mλ (m = 1, 2, 3… para sa magkasunod na order). Mas malaking anggulo ang dinidiffract ng mas siksik na grating (mas maliit na d) para sa isang wavelength.

Ang hinihingi sa mga estudyante na kalkulahin ng napi-print na worksheet

• Para sa isang trial, kalkulahin ang slit spacing d = 1/(lines kada mm) sa mm, tapos i-solve ang d·sin θ = λ para sa θ, gamit ang λ = 500 nm (ingat sa unit). Ihambing sa table.
• Ipaliwanag kung bakit ang MAS MATAAS na line density (mas marami kada mm) ay MAS MALIIT na slit spacing d, na — dahil d·sinθ = λ — ay nangangailangan ng MAS MALAKING anggulo θ para matugunan ang parehong wavelength condition.

Saan ito lumilitaw lampas sa lab

• Ang diffraction grating ang puso ng karamihan sa spectrometer: magkaibang wavelength ay nagdi-diffract sa magkaibang anggulo mula sa parehong grating, na spatial na naghihiwalay ng spectrum ng light source para sa analysis. Ipaliwanag kung bakit mas MAGANDA wavelength resolution ang mas siksik na grating — lumalapat nito ang isang wavelength range sa mas malawak na angular range.
• Ang makulay na bahagharing nakikita mong nire-reflect ang CD o DVD ay diffraction grating behavior — ang siksikang data track ng disc ay kumikilos bilang reflection grating. Ipaliwanag kung bakit iba't ibang kulay ang lilitaw nang pinakamaliwanag sa ibang anggulo ng pag-ikot ng CD.

• 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. Mabuhay sa Grating
2. Piliin ang grating
3. Pindutin ang I-play
4. Matatalas na spectral order
5. Buksan ang Properties panel
6. Nagawa mo ito!

Buksan ang interactive simulation para buuin ang scene, pindutin ang I-play, at tuklasin na may live na measurement at guided tutorial.

Buksan ang Interactive Lab →

I-download ang lab sheet →

Interference at Diffraction