Diffraction Grating: Maraming Slit, Mas Matalas na Peak
1 · Humula
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?
- 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.
2 · Mag-set Up
- Buksan ang grating preset at pindutin ang I-reset. 500 nm ang wavelength ng liwanag.
- I-enable ang first-order diffraction angle readout.
- Itakda ang line density ng grating sa bawat trial at itala ang first-order bright-fringe angle.
3 · Mangulekta ng Data
| Lines kada mm | First-order angle θ (°) |
|---|---|
| 200 | |
| 300 | |
| 400 |
I-plot ang sin θ (y-axis) laban sa lines kada mm (x-axis) para sa tatlong trial. Tuwid ba sa pinagmulan?
4 · Mag-analisa
- 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.
5 · Palawakin
- 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.
Ang Physics sa Likod ng Experiment na Ito
Diffraction Grating Equation
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.