Difrakčné mriežky: veľa štrbín, ostrejšie vrcholy

1 · Predikuj

Difrakčná mriežka má stovky tesne rozostavených rovnobežných štrbín (meraných v čiarach na milimeter). Difrakuje mriežka s VIAC čiarami na milimeter svetlo na väčší alebo menší uhol pre prvý svetlý vrchol?

• Väčší uhol — viac čiar na mm znamená menší rozostup štrbín, čo rozprestiera ohybový vzor na širší uhol.
• Hustejšia mriežka dáva menší difrakčný uhol.
• Difrakčný uhol nezávisí na počte čiar na mm.

2 · Priprav

1. Otvor predvolbu mriežka a stlač Resetovať. Vlnová dĺžka svetla je 500 nm.
2. Zapni odčítanie difrakčného uhla prvého rádu.
3. Nastav hustotu čiar mriežky pre každý pokus a zaznamenaj uhol svetlého pruhu prvého rádu.

3 · Zbieraj údaje

Zaznamenaj sin θ (os y) verzus čiary na mm (os x) pre svoje tri pokusy. Je priamka rovná cez začiatok?

4 · Analyzuj

1. Pre jeden pokus vypočítaj rozostup štrbín d = 1/(čiary na mm) v mm, potom vyrieš d·sin θ = λ pre θ, s λ = 500 nm (opatrne prevodiac jednotky). Porovnaj s tabuľkou.
2. Vysvetli, prečo VYŠŠIA hustota čiar (viac čiar na mm) znamená MENŠÍ rozostup štrbín d, čo — keďže d·sinθ = λ — vyžaduje VÄČŠÍ uhol θ na splnenie tej istej podmienky vlnovej dĺžky.

5 · Rozšír

1. Difrakčné mriežky sú srdcom väčšiny spektrometrov: rôzne vlnové dĺžky difragujú na rôzne uhly z tej istej mriežky, priestorovo oddeľujúc spektrum svetelného zdroja na analýzu. Vysvetli, prečo hustejšia mriežka (viac čiar na mm) dáva LEPŠIE rozlíšenie vlnových dĺžok — rozprestiera daný rozsah vlnových dĺžok na širší uhlový rozsah.
2. Farebná dúha, ktorú vidíš odrazajúcu sa z CD alebo DVD, je správanie difrakčnej mriežky — tesne rozestavené dátové stopy disku fungujú ako odrazová mriežka. Vysvetli, prečo nakláňanie CD pod rôznymi uhlami odhaľuje rôzne farby najjasnejšie.

Fyzika za týmto experimentom

← Späť na experiment

138 bezplatných tlačiteľných pracovných listov z fyziky