Bestemmelse af bølgelængde for lys med optisk gitter

Dette forsøg indeholder to forsøg, hvor vi i første forsøg skal finde bølgelængden af lyset fra en laser ved hjælp af et optisk gitter, og i det andet forsøg at finde bølgelænden for de forskellige farveintervaller i den synlige del af det elektromagnetiske spektrum

Teori

Når en plan bølge med bølgelængde ? afbøjes i et gitter med gitterkonstanten d bliver der konstruktiv interferens i de retninger, der er givet ved

sin?n=n*?d

hvor ?n er vinklen mellem den indkommende stra?les retning og retningen af den afbøjede stra?le, d er gitterkonstanten og n er ordenen. Vis her udledningen af formlen vha. en illustration og trekantsberegning.

Figur 1: Afbøjning af laserlys i et gitter

For at bestemme vinklen ?n benyttes lidt trigonometri

tan?n=xL eller ?n=tan-1(xL)

Figur 2: Bestemmelse af afbøjningsvinklen.

Således kan vinklen ?n bestemmes, hvis x og L kendes (de to katetre i en retvinklet trekant). Vinklen sættes herefter ind i formel 1.

Pa? samme måde kan bølgelængderne i hvidt lys bestemmes. Hvidt lys består af bølgelængder fra ca. 400 nm til 800 nm. Farveskalaen kan fx ses i fysikbogen.

Fotonenergien afhænger af lysets frekvens (og bølgelængde) og kan findes

vha. af formlen:

Efoton=h*f=h*c?

hvor f er frekvensen, h er Plancks konstant, c er lyshastigheden og ? er bølgelængden.