Cách tử nhiễu xạ: Nhiều khe, đỉnh sắc nét hơn

1 · Dự đoán

Một cách tử nhiễu xạ có hàng trăm khe song song cách đều nhau (được đo bằng số dòng trên milimet). Cách tử có NHIỀU vạch trên milimet có làm nhiễu xạ ánh sáng đến góc lớn hơn hay nhỏ hơn đối với đỉnh sáng đầu tiên không?

• Góc lớn hơn - nhiều vạch trên mm hơn có nghĩa là khoảng cách giữa các khe nhỏ hơn, giúp trải rộng mô hình nhiễu xạ sang một góc rộng hơn.
• Cách tử dày đặc hơn cho góc nhiễu xạ nhỏ hơn.
• Góc nhiễu xạ không phụ thuộc vào số vạch trên mm.

2 · Thiết lập

1. Mở cài đặt trước cách tử và nhấn Đặt lại. Bước sóng ánh sáng là 500 nm.
2. Cho phép đọc góc nhiễu xạ bậc nhất.
3. Đặt mật độ đường cách tử cho mỗi lần thử và ghi lại góc rìa sáng bậc nhất.

3 · Thu thập dữ liệu

Vẽ đồ thị sin θ (trục y) theo số dòng trên mm (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường thẳng có đi qua gốc tọa độ không?

4 · Phân tích

1. Đối với một lần thử, hãy tính khoảng cách giữa các khe d = 1/(đường trên mm) tính bằng mm, sau đó giải d·sin θ = λ cho θ, sử dụng λ = 500 nm (chuyển đổi đơn vị một cách cẩn thận). So sánh với bảng.
2. Giải thích tại sao mật độ vạch CAO HƠN (nhiều vạch trên mm) có nghĩa là khoảng cách khe d NHỎ HƠN, mà - vì d·sinθ = λ - yêu cầu góc LỚN HƠN θ để thỏa mãn cùng điều kiện bước sóng.

5 · Gia hạn

1. Cách tử nhiễu xạ là trái tim của hầu hết các máy quang phổ: các bước sóng khác nhau nhiễu xạ theo các góc khác nhau từ cùng một cách tử, phân tách không gian quang phổ của nguồn sáng để phân tích. Giải thích tại sao cách tử dày đặc hơn (nhiều vạch trên mm) cho độ phân giải bước sóng TỐT HƠN - nó trải rộng một phạm vi bước sóng nhất định trên phạm vi góc rộng hơn.
2. Cầu vồng đầy màu sắc mà bạn nhìn thấy phản chiếu trên đĩa CD hoặc DVD là hiện tượng cách tử nhiễu xạ - các rãnh dữ liệu có khoảng cách gần nhau của đĩa hoạt động giống như cách tử phản xạ. Giải thích tại sao nghiêng đĩa CD ở các góc khác nhau sẽ cho thấy các màu sắc khác nhau sáng nhất.

Vật lý đằng sau thí nghiệm này

← Quay lại thử nghiệm