Parutan Belauan: Banyak Celah, Puncak Lebih Tajam

1 · Ramal

Satu parutan belauan mempunyai ratusan celah selari berjarak rapat (diukur dalam garis per milimeter). Adakah parutan dengan LEBIH BANYAK garis per milimeter membelaukan cahaya kepada sudut lebih besar atau lebih kecil bagi puncak cerah pertama?

• Sudut lebih besar -- lebih banyak garis per mm bermakna jarak antara celah lebih kecil, yang menyebarkan corak belauan ke sudut lebih lebar.
• Parutan lebih tumpat memberi sudut belauan lebih kecil.
• Sudut belauan tidak bergantung pada garis per mm.

2 · Susun

1. Buka praset parutan dan tekan Set semula. Panjang gelombang cahaya ialah 500 nm.
2. Aktifkan bacaan sudut-belauan-tertib-pertama.
3. Tetapkan ketumpatan garisan parutan bagi setiap percubaan dan rekod sudut jalur cerah tertib pertama.

3 · Kumpul Data

Plot sin θ (paksi-y) melawan garis per mm (paksi-x) bagi tiga percubaan anda. Adakah garisnya lurus melalui asal?

4 · Analisis

1. Bagi satu percubaan, kira jarak celah d = 1/(garis per mm) dalam mm, kemudian selesaikan d·sin θ = λ untuk θ, menggunakan λ = 500 nm (menukar unit dengan teliti). Bandingkan dengan jadual.
2. Terangkan mengapa ketumpatan garisan LEBIH TINGGI (lebih banyak garis per mm) bermakna jarak celah d LEBIH KECIL, yang -- memandangkan d·sinθ = λ -- memerlukan sudut θ LEBIH BESAR untuk memenuhi syarat panjang gelombang yang sama.

5 · Lanjutkan

1. Parutan belauan ialah jantung kebanyakan spektrometer: panjang gelombang berbeza terbelau ke sudut berbeza daripada parutan yang sama, memisahkan secara spatial spektrum satu sumber cahaya untuk analisis. Terangkan mengapa parutan lebih tumpat (lebih banyak garis per mm) memberikan resolusi panjang gelombang LEBIH BAIK -- ia menyebarkan julat panjang gelombang yang diberi merentasi julat sudut lebih lebar.
2. Pelangi warna-warni yang anda lihat terpantul daripada CD atau DVD ialah tingkah laku parutan belauan -- trek data berjarak rapat cakera itu bertindak seperti parutan pantulan. Terangkan mengputa pemiringan CD pada sudut berbeza mendedahkan warna berbeza paling cerah.

Fizik di Sebalik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembaran Kerja Makmal Fizik Boleh Cetak Percuma