Óptica

Grade de difração

Muitas fendas afiam os máximos em ordens finas e brilhantes em d·sinθ = mλ — base de um espectrômetro.

Grade de difração — simulação interativa de Óptica. Muitas fendas afiam os máximos em ordens finas e brilhantes em d·sinθ = mλ — base de um espectrômetro. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Rede de difração

Muitas fendas afinam os máximos em ordens brilhantes estreitas em d·sinθ = mλ: base de um espectrômetro.

N fendas paralelas interferem construtivamente em ângulos que satisfazem d sinθ = mλ, concentrando a energia em ordens espectrais nítidas. Uma densidade de linhas d maior melhora a resolução do comprimento de onda — por isso redes substituem prismas em espectrômetros de precisão.

d sinθ = mλ
Ordens nítidas

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Uma rede de difração possui centenas de fendas paralelas muito próximas entre si (medidas em linhas por milímetro). Uma rede com MAIS linhas por milímetro difrata a luz para um ângulo maior ou menor?

Previsões para pesar

Ângulo maior – mais linhas por mm significa um espaçamento menor entre as fendas, o que espalha o padrão de difração para um ângulo mais amplo.
Uma grade mais densa fornece um ângulo de difração menor.
O ângulo de difração não depende de linhas por mm.

Papéis variáveis

O que você definiu:

Linhas por mm

O que você mede:

Ângulo de primeira ordem θ (°)

Como funciona a investigação

Abra a predefinição de grade e pressione Redefinir. O comprimento de onda da luz é 500 nm.
Ative a leitura do ângulo de difração de primeira ordem.
Defina a densidade da linha da grade para cada tentativa e registre o ângulo da franja brilhante de primeira ordem.

Equação governante

Equação de rede de difração — d·sinθ = mλ

Uma grade com espaçamento entre fendas d produz franjas brilhantes onde d·sin θ = mλ (m = 1, 2, 3... para ordens sucessivas). Uma rede mais densa (menor d, mais linhas por mm) difrata um determinado comprimento de onda para um ângulo maior.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

Para uma tentativa, calcule o espaçamento entre fendas d = 1/(linhas por mm) em mm e, em seguida, resolva d·sin θ = λ para θ, usando λ = 500 nm (convertendo as unidades com cuidado). Compare com a tabela.
Explique por que uma densidade de linha MAIOR (mais linhas por mm) significa um espaçamento de fenda d MENOR, o que - uma vez que d·sinθ = λ - requer um ângulo θ MAIOR para satisfazer a mesma condição de comprimento de onda.

Onde isso aparece além do laboratório

As redes de difração são o coração da maioria dos espectrômetros: diferentes comprimentos de onda difratam em diferentes ângulos da mesma rede, separando espacialmente o espectro de uma fonte de luz para análise. Explique por que uma rede mais densa (mais linhas por mm) oferece MELHOR resolução de comprimento de onda – ela espalha uma determinada faixa de comprimento de onda por uma faixa angular mais ampla.
O arco-íris colorido que você vê refletido em um CD ou DVD é o comportamento da rede de difração – as trilhas de dados espaçadas do disco agem como uma rede de reflexão. Explique por que inclinar um CD em ângulos diferentes revela cores diferentes com mais brilho.

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

Bem-vindo à rede de difração
Selecione a rede
Pressione Reproduzir
Ordens espectrais nítidas
Abra o Inspetor
Você conseguiu!

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Interferência & Difração