Maciej Duleba IMCb

TEMAT: wyznaczanie długości fali świetlnej przy pomocy siatki dyfrakcyjnej

I TEORIA

Dyfrakcja, czyli ugięcie światła, występuje przy przechodzeniu światła przez niewielkie otwory lub pobliżu ostrych krawędzi ciała. Zbiór wielu otworów przedzielonych nieprzezroczystymi dla światła przegrodami nazywamy siatką dyfrakcyjną. Otrzymuje się ją najczęściej przez porysowanie płasko-równoległej płytki szklanej szeregiem równoległych rys (przesłon) za pomocą maszyny podziałowej z diamentowym rylcem. Liczba rys na odcinku 1mm wynosi od 150 do 1200.

Na siatkę dyfrakcyjną, prostopadle do jej powierzchni, pada wiązka promieni równoległych o długości λ. Cienkie linie prostopadłe do biegu promieni oznaczają powierzchnie, na których fala ma zgodną fazę. Zgodnie z zasadą Huyghensa, każdy punkt, do którego dociera fala, staje się źródłem nowej fali o tej samej długości, co fala pierwotna lecz biegnącej we wszystkich kierunkach. Punkty, do których dociera fala, stają się więc źródłem fal kulistych. Za siatką elementarne fale kuliste nakładają się na siebie (interferencja).

Odległość d między dwoma kolejnymi szczelinami nosi nazwę stałej siatki dyfrakcyjnej.

Do wyznaczania stałej siatki dyfrakcyjnej można wykorzystać monochromatyczne światło lasera helowo-neonowego lub lampy sodowej.

II OBLICZENIA

Rząd widma - n
I		II		III
Barwa	L	P	L	P	L	P	λI	λII	λIII	λśr	λtab
Czerwona	0,165	0,13	0,28	0,25	0,42	0,38	7,671245•10^-4	6,671723975•10^-4	6,46761•10^-4	6,9368•10^-4
Żółta	0,115	0,115	0,24	0,22	0,37	0,335	6,0085•10^-4	5,882675•10^-4	5,797947•10^-4	5,8963•10^-4
Zielona	0,11	0,11	0,22	0,21	0,33	0,32	5,751045•10^-4	5,5183375•10^-4	5,39478•10^-4	5,5547•10^-4
Niebieska	0,097	0,095	0,185	0,18	0,285	0,26	4,8036•10^-4	4,38014•10^-4	4,189828•10^-4	4,4578•10^-4
Fioletowa	0,085	0,09	0,17	0,17	0,27	0,25	4,58585•10^-4	4,40373•10^-4	4,3996•10^-4	4,463•10^-4

1. Obliczam sin(Θ)

1. dla barwy czerwonej

• 
  dla rzędu I

• dla rzędu II

• dla rzędu III

1. dla barwy żółtej

• 
  dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

- dla rzędu III

2. dla barwy zielonej

• 
  dla rzędu I

• dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

3. dla barwy niebieskiej

• dla rzędu I

• dla rzędu II

• dla rzędu III

4. dla barwy fioletowej

• dla rzędu I

• dla rzędu II

• dla rzędu III

2. 
   Obliczam długość fali λ

1. dla barwy czerwonej

• dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

2. dla barwy żółtej

• 
  dla rzędu I

• dla rzędu II

• dla rzędu III

3. dla barwy zielonej

• dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

4. dla barwy niebieskiej

• 
  dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

5. dla barwy fioletowej

• 
  dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

Rząd widma - n
I		II		III
Barwa	L	P	L	P	L	P	λI	λII	λIII	λśr
Żółta	0,12	0,105	0,225	0,22	0,36	0,39	5,8799•10^-4	5,700987•10^-4	6,1194•10^-4	5,9•10^-4
Zielona	0,11	0,09	0,21	0,2	0,305	0,29	8,23423•10^-4	5,273355•10^-4	4,9807•10^-4	6,16276•10^-4
Fioletowa	0,85	0,07	0,165	0,155	0,25	0,235	2,17904•10^-4	4,15205•10^-4	4,1222•10^-4	3,48443•10^-4

3. Obliczam sin(Θ)

1. dla koloru żółtego

• dla rzędu I

• dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

2. dla barwy zielonej

• dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

3. dla barwy fioletowej

• 
  dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

4. Obliczam długość fali λ

1. dla barwy żółtej

- dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

2. dla barwy zielonej

• 
  dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

3. dla barwy fioletowej

• 
  dla rzędu I

• 
  dla rzędu II

• 
  dla rzędu III

5. Obliczam E

a) dla barwy żółtej

2. dla barwy zielonej

3. 
   dla barwy fioletowej

---