Diffraktionsgitter: Många spalter, skarpare toppar

1 · Förutsäg

Ett diffraktionsgitter har hundratals tätt liggande parallella spalter (mätt i linjer per millimeter). Diffrakterar ett gitter med FLER linjer per millimeter ljuset till en större eller mindre vinkel för den första ljusa toppen?

• Större vinkel — fler linjer per mm betyder mindre avstånd mellan spalterna, vilket breder ut diffraktionsmönstret till en vidare vinkel.
• Ett tätare gitter ger mindre diffraktionsvinkel.
• Diffraktionsvinkeln beror inte på antalet linjer per mm.

2 · Uppbyggnad

1. Öppna förinställningen Diffraktionsgittret och tryck på Återställ. Ljusets våglängd är 500 nm.
2. Aktivera avläsningen av diffraktionsvinkeln för första ordningen.
3. Ställ in gittrets linjetäthet för varje försök och notera vinkeln för den ljusa randen i första ordningen.

3 · Samla data

Rita sin θ (y-axeln) mot linjer per mm (x-axeln) för dina tre försök. Är linjen rak genom origo?

4 · Analysera

1. Beräkna för ett försök spaltavståndet d = 1/(lines per mm) i mm, lös sedan d·sin θ = λ för θ, med λ = 500 nm (omvandla enheter noggrant). Jämför med tabellen.
2. Förklara varför HÖGRE linjetäthet (fler linjer per mm) betyder MINDRE spaltavstånd d, vilket — eftersom d·sinθ = λ — kräver STÖRRE vinkel θ för att uppfylla samma våglängdsvillkor.

5 · Utvidga

1. Diffraktionsgitter är hjärtat i de flesta spektrometrar: olika våglängder diffrakteras till olika vinklar från samma gitter, vilket rumsligt separerar en ljuskällas spektrum för analys. Förklara varför ett tätare gitter (fler linjer per mm) ger BÄTTRE våglängdsupplösning — det breder ut ett givet våglängdsintervall över ett vidare vinkelintervall.
2. Den färgglada regnbågen du ser reflekteras från en cd eller dvd är diffraktionsgitterbeteende — skivans tätt liggande dataspår fungerar som ett reflektionsgitter. Förklara varför det att luta en cd i olika vinklar får olika färger att lysa starkast.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik