Optik
Kırınım ağı
Çok sayıda yarık maksimumları d·sinθ = mλ konumundaki ince parlak derecelere keskinleştirir — bu, bir spektrometrenin temelidir.
Kırınım ağı — etkileşimli Optik simülasyonu. Çok sayıda yarık maksimumları d·sinθ = mλ konumundaki ince parlak derecelere keskinleştirir — bu, bir spektrometrenin temelidir. Canlı SI ölçümleri ve rehberli öğreticiyle ücretsiz, tarayıcı tabanlı sanal fizik laboratuvarı.
Kırınım ağı
Çok sayıda yarık, maksimumları d·sinθ = mλ'da ince parlak sıralara keskinleştirir — bir spektrometrenin temeli.
N paralel yarık, d sin θ = mλ koşulunu sağlayan açılarda yapıcı girişim yaparak enerjiyi keskin tayf mertebelerinde yoğunlaştırır. Çözünürlük gücü R = mN'dir — daha fazla aydınlatılan yarık mertebeleri keskinleştirir ve dalga boyu çözünürlüğünü artırır — hassas spektrometrelerde sık aralıklı çok sayıda çizgiye sahip kırınım ağlarının prizmaların yerini almasının nedeni budur.
- d sin θ = mλ
- Keskin sıralar
Araştırma özeti
Laboratuvarı açmadan önce soruyu planlayın
Bu özet, önceden oluşturulmuş sayfayı yansıtır: yönlendirici soru, yarışan tahminler, değişken rolleri, yöneten yasalar, kurulum, analiz ve geliştirme istemleri görünür kalır ve bu sırayı izler.
Yol gösterici soru
Bir kırınım ızgarası yüzlerce sıkı aralıklı paralel yarığa sahiptir (milimetre başına çizgi olarak ölçülür). Milimetre başına DAHA FAZLA çizgi içeren bir ızgara, ilk parlak tepe noktası için ışığı daha büyük bir açıya mı yoksa daha küçük bir açıya mı dağıtır?
Tartılacak tahminler
- Daha büyük açı — mm başına daha fazla çizgi, yarıklar arasında daha küçük bir aralık anlamına gelir, bu da kırınım desenini daha geniş bir açıya yayar.
- Daha yoğun bir ızgara, daha küçük bir kırınım açısı sağlar.
- Kırınım açısı mm başına çizgilere bağlı değildir.
Değişken roller
Neyi ayarladınız:
- Mm başına çizgi
Ölçtüğünüz şey:
- Birinci dereceden açı θ (°)
Araştırma nasıl yürütülüyor?
- Izgara ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Işığın dalga boyu 500 nm'dir.
- Birinci dereceden kırınım açısı okumasını etkinleştirin.
- Her deneme için ızgaranın çizgi yoğunluğunu ayarlayın ve birinci dereceden parlak saçak açısını kaydedin.
Yöneten denklem
Kırınım Izgarası Denklemi — d·sinθ = mλ
Yarık aralığı d olan bir ızgara, d·sin θ = mλ (ardışık sıralar için m = 1, 2, 3...) olduğunda parlak saçaklar üretir. Daha yoğun bir ızgara (daha küçük d, mm başına daha fazla çizgi) belirli bir dalga boyunu daha büyük bir açıya kırar.
Yazdırılabilir çalışma sayfasının öğrencilerden neyi çözmelerini istediği
- Bir deneme için, yarık aralığını d = 1/(mm başına çizgiler) mm cinsinden hesaplayın, ardından λ = 500 nm'yi kullanarak (birimleri dikkatlice dönüştürerek) θ için d·sin θ = λ'yı çözün. Tabloyla karşılaştırın.
- DAHA YÜKSEK bir çizgi yoğunluğunun (mm başına daha fazla çizgi) neden DAHA KÜÇÜK yarık aralığı d anlamına geldiğini açıklayın; bu - d·sinθ = λ olduğundan - aynı dalga boyu koşulunu karşılamak için DAHA BÜYÜK bir θ açısı gerektirir.
Bunun laboratuvarın ötesinde ortaya çıktığı yer
- Kırınım ızgaraları çoğu spektrometrenin kalbidir: farklı dalga boyları aynı ızgaradan farklı açılara kırılır ve bir ışık kaynağının spektrumunu analiz için mekansal olarak ayırır. Daha yoğun bir ızgaranın (mm başına daha fazla çizgi) neden DAHA İYİ dalga boyu çözünürlüğü sağladığını açıklayın; belirli bir dalga boyu aralığını daha geniş bir açısal aralığa yayar.
- Bir CD veya DVD'den yansıdığını gördüğünüz renkli gökkuşağı kırınım ızgarası davranışıdır; diskin yakın aralıklı veri izleri bir yansıma ızgarası gibi davranır. Bir CD'yi farklı açılardan eğdiğinizde neden farklı renklerin en parlak şekilde ortaya çıktığını açıklayın.
- 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
- Hoş geldiniz: kırınım ağı
- Seçin: kırınım ağı
- Oynat'a basın
- Keskin spektral sıralar
- Özellikler panelini açın
- Başardınız!
Sahneyi oluşturmak için etkileşimli simülasyonu açın, Oynat'a basın ve canlı ölçümler ile rehberli bir eğitim eşliğinde keşfedin.