Kisi Difraksi: Banyak Celah, Puncak Lebih Tajam
1 · Memprediksi
Kisi difraksi memiliki ratusan celah paralel yang berjarak rapat (diukur dalam garis per milimeter). Apakah kisi dengan LEBIH BANYAK garis per milimeter mendifraksi cahaya ke sudut yang lebih besar atau lebih kecil untuk puncak terang pertama?
- Sudut yang lebih besar — lebih banyak garis per mm berarti jarak antar celah lebih kecil, yang menyebarkan pola difraksi ke sudut yang lebih lebar.
- Kisi yang lebih padat menghasilkan sudut difraksi yang lebih kecil.
- Sudut difraksi tidak bergantung pada garis per mm.
2 · Pengaturan
- Buka preset kisi dan tekan Reset. Panjang gelombang cahaya adalah 500 nm.
- Aktifkan pembacaan sudut difraksi orde pertama.
- Atur kerapatan garis kisi untuk setiap percobaan dan catat sudut pinggiran terang orde pertama.
3 · Kumpulkan Data
| Garis per mm | Sudut orde pertama θ (°) |
|---|---|
| 200 | |
| 300 | |
| 400 |
Plot sin θ (sumbu y) terhadap garis per mm (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garis tersebut lurus melalui titik asal?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung jarak celah d = 1/(garis per mm) dalam mm, lalu selesaikan d·sin θ = λ untuk θ, menggunakan λ = 500 nm (konversi satuannya dengan hati-hati). Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan mengapa kerapatan garis LEBIH TINGGI (lebih banyak garis per mm) berarti jarak celah d LEBIH KECIL, yang — karena d·sinθ = λ — memerlukan sudut θ LEBIH BESAR untuk memenuhi kondisi panjang gelombang yang sama.
5 · Perluas
- Kisi difraksi adalah inti dari sebagian besar spektrometer: panjang gelombang berbeda difraksi ke sudut berbeda dari kisi yang sama, memisahkan spektrum sumber cahaya secara spasial untuk dianalisis. Jelaskan mengapa kisi yang lebih padat (lebih banyak garis per mm) memberikan resolusi panjang gelombang yang LEBIH BAIK — kisi tersebut menyebarkan rentang panjang gelombang tertentu pada rentang sudut yang lebih luas.
- Pelangi warna-warni yang Anda lihat terpantul pada CD atau DVD adalah perilaku kisi difraksi — trek data berjarak rapat pada disk bertindak seperti kisi refleksi. Jelaskan mengapa memiringkan CD pada sudut yang berbeda akan menampilkan warna yang berbeda dengan paling terang.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Persamaan Kisi Difraksi
Kisi dengan jarak celah d menghasilkan pinggiran cerah di mana pun d·sin θ = mλ (m = 1 , 2 , 3 ... untuk pesanan berturut-turut). Kisi yang lebih padat (d lebih kecil, lebih banyak garis per mm) mendifraksi panjang gelombang tertentu ke sudut yang lebih besar.