Diffractieroosters: veel spleten, scherpere pieken

1 · Voorspel

Een diffractierooster heeft honderden dicht opeengepakte parallelle spleet (gemeten in lijnen per millimeter). Diffracteert een rooster met MEER lijnen per millimeter licht naar een grotere of kleinere hoek voor de eerste heldere piek?

• Grotere hoek — meer lijnen per mm betekent een kleinere tussenafstand van de spleet, wat het diffractiepatroon over een bredere hoek spreidt.
• Een dichter rooster geeft een kleinere diffractiehoek.
• De diffractiehoek hangt niet af van het aantal lijnen per mm.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling grating en druk op Herstel. De golflengte van het licht is 500 nm.
2. Zet de aflezing van de diffractiehoek van de eerste orde aan.
3. Stel voor elke meting de lijndichtheid van het rooster in en noteer de hoek van de heldere streep van de eerste orde.

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen sin θ (y-as) uit tegen lijnen per mm (x-as). Is de lijn recht en door de oorsprong?

4 · Analyseer

1. Bereken voor één meting de spleetafstand d = 1/(lijnen per mm) in mm en los daarna d·sin θ = λ op voor θ, met λ = 500 nm (reken de eenheden zorgvuldig om). Vergelijk met de tabel.
2. Leg uit waarom een HOGERE lijndichtheid (meer lijnen per mm) een KLEINERE spleetafstand d betekent, wat — omdat d·sinθ = λ — een GROTERE hoek θ vereist om aan dezelfde golflengtevoorwaarde te voldoen.

5 · Verdiep

1. Diffractieroosters vormen het hart van de meeste spectrometers: verschillende golflengten diffracteren vanaf hetzelfde rooster naar verschillende hoeken, waardoor het spectrum van een lichtbron ruimtelijk wordt gescheiden voor analyse. Leg uit waarom een dichter rooster (meer lijnen per mm) een BETERE golflengteresolutie geeft — het spreidt een gegeven golflengtebereik over een breder hoekbereik.
2. De kleurige regenboog die je van een cd of dvd ziet reflecteren is diffractieroostergedrag — de dicht opeengepakte datasporen van de schijf werken als een reflectierooster. Leg uit waarom het kantelen van een cd onder verschillende hoeken verschillende kleuren het helderst toont.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde