Optika
Diffrakciós rács
Sok rés éles, vékony fényes rendekké formálja a maximumokat d·sinθ = mλ-nél — a spektrométer alapja.
Diffrakciós rács — interaktív Optika szimuláció. Sok rés éles, vékony fényes rendekké formálja a maximumokat d·sinθ = mλ-nél — a spektrométer alapja. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Diffrakciós rács
Sok rés éles, vékony fényes rendekké formálja a maximumokat d·sinθ = mλ-nél — a spektrométer alapja.
N párhuzamos rés konstruktívan interferál a d sin θ = mλ-t kielégítő szögeknél, energiát koncentrálva éles spektrális rendekbe. A nagyobb vonalsűrűség javítja a hullámhossz-felbontást — ezért váltják fel a rácsok a prismákat a precíziós spektrométerekben.
- d sin θ = mλ
- Éles rendek
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
Az elhajlásrács több száz szorosan párhuzamos rést tartalmaz (vonal/milliméterben mérve). A NÉBB vonal/milliméteres rács nagyobb vagy kisebb szögbe hajtja a fényt az első világos csúcsnál?
Mérlegelendő jóslatok
- Nagyobb szögbe — több vonal/mm kisebb réstávolságot jelent, ami szélesebb szögbe teríti az elhajlási mintát.
- A sűrűbb rács kisebb elhajlási szöget ad.
- Az elhajlási szög nem függ a vonal/mm-től.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Vonal/mm
Amit mérsz:
- Elsőrendű szög θ (°)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a grating előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A fény hullámhossza 500 nm.
- Engedélyezd az első rendű elhajlási szög kijelzőt.
- Állítsd be a rács vonalsűrűségét minden mérésnél, és rögzítsd az első rendű világoscsík-szöget.
Vezéregyenlet
Diffrakciós rács egyenlete — d·sinθ = mλ
A d réstávolságú rács ott ad világos csíkokat, ahol d·sin θ = mλ (m = 1, 2, 3... az egymás utáni rendekhez). A sűrűbb rács (kisebb d, több vonal/mm) nagyobb szögbe hajtja az adott hullámhosszat.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a d = 1/(vonal/mm) réstávolságot mm-ben, majd oldd meg a d·sin θ = λ egyenletet θ-ra, λ = 500 nm használatával (az egységeket gondosan váltva). Hasonlítsd a táblázathoz.
- Magyarázd meg, miért jelent a MAGASABB vonalsűrűség (több vonal/mm) KISEBB d réstávolságot, ami — mivel d·sinθ = λ — NAGYOBB θ szöget követel ugyanazon hullámhossz-feltétel kielégítéséhez.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Az elhajlásrácsok a legtöbb spektrométer szíve: a különböző hullámhosszak különböző szögekbe hajtódnak ugyanarról a rácsról, térben szétválasztva egy fényforrás színképét elemzésre. Magyarázd meg, miért ad JOBB hullámhossz-felbontást a sűrűbb rács (több vonal/mm) — szélesebb szögtartományra teríti az adott hullámhossztartományt.
- A CD-ről vagy DVD-ről visszaverődő színes szivárvány elhajlásrács-viselkedés — a lemez szorosan sorakozó adatsávjai visszaverő rácsként működnek. Magyarázd meg, miért mutatnak különböző színeket a legfényesebben a CD különböző szögekben való döntésekor.
- 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
- Üdv az Optikai rácsnál
- Válaszd ki a rácsot
- Nyomd meg az Indítást
- Éles spektrális rendek
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.