衍射光栅：许多狭缝，更尖锐的峰值

1·预测

衍射光栅具有数百条排列紧密的平行狭缝（以每毫米线数来衡量）。每毫米线数更多的光栅，会使第一亮纹在更大的角度还是更小的角度处出现？

• 更大的角度——每毫米更多的线意味着狭缝之间的间距更小，从而将衍射图样扩展到更宽的角度。
• 光栅越密集，衍射角越小。
• 衍射角不取决于每毫米线数。

2·设置

1. 打开光栅预设并按重置。光波长为500 nm。
2. 启用一级衍射角读数。
3. 为每次试验设定光栅的线密度，并记录一级亮纹角度。

3·收集数据

针对三次试验，绘制sin θ（y轴）相对每毫米线数（x轴）的关系图。直线是否通过原点？

4·分析

1. 对于一次试验，计算狭缝间距 d = 1/（每毫米线数）（以毫米为单位），然后使用 λ = 500 nm（仔细转换单位）求解 d·sin θ = λ 以获得 θ。与表比较。
2. 解释为什么更高的线密度（每毫米更多的线）意味着更小的狭缝间距 d，因为 d·sinθ = λ 需要更大的角度 θ 来满足相同的波长条件。

5·扩展

1. 衍射光栅是大多数光谱仪的核心：不同的波长从同一光栅衍射到不同的角度，在空间上分离光源的光谱以进行分析。解释为什么更密集的光栅（每毫米更多的线）可以提供更好的波长分辨率——它将给定的波长范围扩展到更宽的角度范围。
2. 你在CD或DVD表面看到的绚丽彩虹反射，正是衍射光栅的表现——光盘上紧密排列的数据轨道就像一个反射光栅。请解释为什么以不同角度倾斜CD，会让不同颜色最鲜明地显现出来。

这个实验背后的物理原理

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