Diffraksjonsgittere: mange spalter, skarpere topper

1 · Prediker

Et diffraksjonsgitter har hundrevis av tett plasserte parallelle spalter (målt i linjer per millimeter). Diffrakterer et gitter med FLERE linjer per millimeter lyset til en større eller mindre vinkel for den første lyse toppen?

• Større vinkel — flere linjer per mm betyr mindre mellomrom mellom spaltene, noe som sprer diffraksjonsmønsteret til en videre vinkel.
• Et tettere gitter gir en mindre diffraksjonsvinkel.
• Diffraksjonsvinkelen avhenger ikke av linjer per mm.

2 · Oppsett

1. Åpne gitter-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Lysbølgelengden er 500 nm.
2. Aktiver førsteordens diffraksjonsvinkel-avlesningen.
3. Sett gitterets linjetetthet for hvert forsøk og registrer førsteordens lysestripe-vinkelen.

3 · Samle inn data

Plott sin θ (y-akse) mot linjer per mm (x-akse) for dine tre forsøk. Er linjen rett gjennom origo?

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn spaltemellomrommet d = 1/(linjer per mm) i mm, og løs deretter d·sin θ = λ for θ, med λ = 500 nm (med omhyggelig enhetskonvertering). Sammenlign med tabellen.
2. Forklar hvorfor en HØYERE linjetetthet (flere linjer per mm) betyr et MINDRE spaltemellomrom d, som — siden d·sinθ = λ — krever en STØRRE vinkel θ for å tilfredsstille den samme bølgelengdebetingelsen.

5 · Utvid

1. Diffraksjonsgittere er hjertet av de fleste spektrometre: forskjellige bølgelengder diffrakterer til forskjellige vinkler fra det samme gitteret, og separerer en lyskildes spektrum romlig for analyse. Forklar hvorfor et tettere gitter (flere linjer per mm) gir BEDRE bølgelengdeoppløsning — det sprer et gitt bølgelengdeområde over et videre vinkelområde.
2. Den fargerike regnbuen du ser reflekteres fra en CD eller DVD er diffraksjonsgitter-oppførsel — plateens tett plasserte datasporene fungerer som et refleksjonsgitter. Forklar hvorfor å vippe en CD i forskjellige vinkler avslører forskjellige farger mest levende.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark