Elhajlásrács: sok rés, élesebb csúcsok

1 · Jóslás

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?

• 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.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a grating előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A fény hullámhossza 500 nm.
2. Engedélyezd az első rendű elhajlási szög kijelzőt.
3. Állítsd be a rács vonalsűrűségét minden mérésnél, és rögzítsd az első rendű világoscsík-szöget.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a sin θ-t (y-tengely) a vonal/mm-mel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?

4 · Elemzés

1. 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.
2. 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.

5 · Kiterjesztés

1. 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.
2. 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.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap