Ottica

Reticolo di diffrazione

Molte fenditure affilano i massimi in sottili ordini brillanti a d·sinθ = mλ — la base di uno spettrometro.

Reticolo di diffrazione — simulazione interattiva (Ottica). Molte fenditure affilano i massimi in sottili ordini brillanti a d·sinθ = mλ — la base di uno spettrometro. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Reticolo di diffrazione

Molte fenditure affilano i massimi in sottili ordini brillanti a d·sinθ = mλ — la base di uno spettrometro.

N fenditure parallele interferiscono costruttivamente agli angoli che soddisfano d sin θ = mλ, concentrando l'energia in ordini spettrali sottili. Una densità di linee maggiore migliora la risoluzione in lunghezza d'onda — ecco perché i reticoli sostituiscono i prismi negli spettrometri di precisione.

• d sin θ = mλ
• Ordini netti

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

Un reticolo ha centinaia di fenditure fitte (linee/mm). Più linee/mm diffraggono il primo picco a angolo maggiore o minore?

Previsioni da valutare

• Maggiore: più linee/mm è passo minore, figura più larga.
• Minore con più densità.
• Non dipende dalle linee/mm.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Linee/mm

Cosa misuri:

• Angolo primo ordine θ (°)

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset grating e premi Reimposta. λ = 500 nm.
2. Attiva la lettura dell'angolo del primo ordine.
3. Imposta la densità per ogni prova e registra l'angolo.

Equazione che governa

Equazione del reticolo — d·sinθ = mλ

Un reticolo con passo delle fenditure d produce frange luminose ovunque d·sin θ = mλ (m = 1, 2, 3… per gli ordini successivi). Un reticolo più denso (d minore, più linee per mm) diffrange una data lunghezza d'onda a un angolo maggiore.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola il passo delle fenditure d = 1/(linee per mm) in mm, poi risolvi d·sin θ = λ rispetto a θ, usando λ = 500 nm (convertendo le unità con cura). Confronta con la tabella.
• Spiega perché una MAGGIORE densità di linee (più linee per mm) significa un passo delle fenditure d MINORE, che — poiché d·sinθ = λ — richiede un angolo θ MAGGIORE per soddisfare la stessa condizione sulla lunghezza d'onda.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• I reticoli sono il cuore degli spettrometri: λ diverse vanno ad angoli diversi. Spiega perché più densità dà MIGLIORE risoluzione — spande l'intervallo su angoli più ampi.
• L'arcobaleno riflesso da CD/DVD è un reticolo: le tracce fitte fanno da riflettente. Spiega perché inclinando il CD cambiano i colori più brillanti.

• 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. Benvenuto al reticolo
2. Seleziona il reticolo
3. Premi Play
4. Ordini spettrali netti
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

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Interferenza e diffrazione