विवर्तन ग्रेटिंग: अनेक छिद्रे, तीक्ष्ण शिखरे

1 · अनुमान

विवर्तन ग्रेटिंगमध्ये शेकडो घट्ट रचलेली समांतर छिद्रे असतात (रेषा-प्रति-मिलिमीटरमध्ये मोजलेली). प्रति mm मध्ये जास्त रेषा असलेली ग्रेटिंग पहिल्या तेजस्वी शिखराला प्रकाश जास्त की कमी कोनावर विवर्तित करते?

• मोठा कोन — प्रति mm जास्त रेषा म्हणजे छिद्रांमध्ये लहान अंतर, जे विवर्तन-आकृती रुंद कोनावर पसरवते.
• घन ग्रेटिंग लहान विवर्तन-कोन देते.
• विवर्तन-कोन प्रति-mm रेषांवर अवलंबूण नाही.

2 · मांडणी

1. ग्रेटिंग प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. प्रकाश-तरंगलांबी 500 nm.
2. पहिल्या-क्रमाचे विवर्तन-कोन वाचन सुरू करा.
3. प्रत्येक फेरीसाठी ग्रेटिंगची रेषा-घनता निश्चित करा व पहिल्या-क्रमाची तेजस्वी-पट्टी कोन नोंदवा.

3 · डेटा गोळा करा

तुमच्या तीन फेर्यांसाठी sin θ (y-अक्ष) विरुद्ध प्रति mm रेषा (x-अक्ष) काढा. रेषा उगमातून सरळ जाते का?

4 · विश्लेषण

1. एका फेरीसाठी छिद्र-अंतर d = 1/(प्रति mm रेषा) mm मध्ये काढा, मग d·sin θ = λ मधून θ काढा, λ = 500 nm सह (एकके काळजीपूर्वक). तक्त्याशी तुलना करा.
2. जास्त रेषा-घनता म्हणजे लहान छिद्र-अंतर d का, जे — d·sinθ = λ — त्याच तरंगलांबी अट पूर्ण करण्यास मोठा कोन θ का मागते ते स्पष्ट करा.

5 · विस्तार

1. विवर्तन ग्रेटिंग बहुतांश स्पेक्ट्रोमीटरांचे हृदय: वेगळ्या तरंगलांब्या त्याच ग्रेटिंगवरून वेगळ्या कोनांवर विवर्तित होतात, प्रकाश-स्रोताचा वर्णपट विश्लेषणासाठी जागेवर वेगळा करून. घन ग्रेटिंग (प्रति mm जास्त रेषा) चांगले तरंगलांबी-विभेदन का देते — दिलेली तरंगलांबी-श्रेणी रुंद कोन-श्रेणीवर पसरवते — ते स्पष्ट करा.
2. CD किंवा DVD पासून परावर्तित होणारा रंग-बिरंगी इंद्रधनुष्य हे विवर्तन-ग्रेटिंग वर्तन आहे — डिस्कच्या जवळ-जवळ रचलेल्या डेटा-मार्गा परावर्ती ग्रेटिंगसारखे काम करतात. CD वेगळ्या कोनांवर झुकवल्यावर वेगळे रंप सर्वांत चमकदार का दिसतात ते स्पष्ट करा.

या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र

← प्रयोगाकडे परत

138 मोफत मुद्रणयोग्य भौतिकशास्त्र प्रयोगशाळा कार्यपत्रिका