Rețele de difracție: multe fante, vârfuri mai ascuțite

1 · Prezice

O rețea de difracție are sute de fante paralele strâns depărtate (măsurate în linii per milimetru). Difractează o rețea cu MAI MULTE linii per milimetru lumina spre un unghi mai mare sau mai mic pentru primul vârf luminoos?

• Unghi mai mare — mai multe linii per mm înseamnă o depărtare mai mică între fante, ceea ce răspândește tiparul de difracție spre un unghi mai larg.
• O rețea mai densă dă un unghi de difracție mai mic.
• Unghiul de difracție nu depinde de liniile per mm.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea grating și apasă Resetează. Lungimea de undă a luminii este 500 nm.
2. Activează citirea unghiului de difracție de ordinul întâi.
3. Setează densitatea de linii a rețelei pentru fiecare încercare și înregistrează unghiul franjei luminoase de ordinul întâi.

3 · Colectează date

Plotează sin θ (axa y) în funcție de liniile per mm (axa x) pentru cele trei încercări. Linia este dreaptă prin origine?

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează depărtarea fantelor d = 1/(linii per mm) în mm, apoi rezolvă d·sin θ = λ pentru θ, folosind λ = 500 nm (convertind cu grijă unitățile). Compară cu tabelul.
2. Explică de ce o densitate MAI MARE de linii (mai multe linii per mm) înseamnă o depărtare MAI MICĂ a fantelor d, ceea ce — pentru că d·sinθ = λ — cere un unghi MAI MARE θ pentru a satisface aceeași condiție de lungime de undă.

5 · Extinde

1. Rețelele de difracție sunt inima majorității spectrometrelor: lungimi de undă diferite difractează spre unghiuri diferite de pe aceeași rețea, separând spațial spectrul unei surse de lumină pentru analiză. Explică de ce o rețea mai densă (mai multe linii per mm) dă rezoluție MAI BUNĂ în lungime de undă — răspândește un interval dat de lungimi de undă pe un interval unghiular mai larg.
2. Curcubeul colorat pe care îl vezi reflectându-se de pe un CD sau DVD este comportament de rețea de difracție — piste de date strâns depărtate ale discului acționează ca o rețea de reflexie. Explică de ce înclinarea unui CD la unghiuri diferite dezvăluie culori diferite cel mai strălucitor.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit