Bestemmelse af bølgelængder for lys

Bestemmelse af bølgelængder for lys er en fysik-opgave til 2.g el. lign.. Fylder 6 sider (1.250 ord, ca. 5 min. læsning) og blev publiceret 2. oktober 2010.

Hvis man lyser ind mod gitteret, vil lyset blive afbøjet i spalterne og fortsætte på bagsiden af gitteret som en række ringbølger med center i gitterets spalter. Resultatet er, at der på bagsiden af gitteret dannes et interferensmønster med konstruktiv interferens i en række bestemte retninger. Et optisk gitter af denne art kaldes transmissionsgitter. Et optisk gitter kan også bestå af et spejl med en række parallelle ridser. Et gitter af denne slags kaldes refleksionsgitter. Det reflekterede lys herfra vil bestå af en række ringbølger, som danner et interferensmønster af samme art som ved transmissionsgitteret. Gitteret er karakteriseret af afstanden d mellem to nabospalter. Denne afstand kaldes gitterkonstanten. På bagsiden af gitteret vil man se de ringbølger, der udsendes fra spalterne. Man kan tegne en række parallelle linjer, der tangerer de cirkelformede bølgetoppe. Da radius i cirklerne er lig med et helt tal gange bølgelængden λ, bliver afstanden mellem de parallelle linier lig med λ. På stor afstand fra gitteret bliver radius i ringbølgerne stor, og ringbølgerne danner tilsammen en plan bølge. Retningen af denne plane bølge danner vinklen θ med retningen af den indkommende plane bølge. sin θ = λ / d Det bliver konstruktiv interferens i alle de retninger, hvor man kan gennemføre en konstruktion. Det er muligt at tegne rette linier, der tangerer på bølgetoppene, og som er parallelle med gitteret. Dette svarer til, at der bliver konstruktiv interferens i retningen θ = 0. I almindelighed bliver der konstruktiv interferens i alle retninger, der er giver ved følgende formel, der kaldes gitterformlen. sin θ = (n * λ) / (d) Her er n et helt positiv tal, der kaldes afbøjningens orden. I denne øvelse er laserstrålen en plan bølge, hvor bølgefronterne er parallelle med gitteret, således at lyset afbøjes i gitteret i henholdt til overstående formel. Antallet af ordner afhænger både af bølgelængden λ og gitterkonstanten d. Det gælder, at sin θ ≤ 1. Det medfører vha. formelen at sin θ = (n * λ) / (d) ≤ 1 ó n ≤ d / λ Gitterformlen gælder både for lys, der falder vinkelret ind mod et transmissionsgitter, og for lys, der falder vinkelret ind mod et refleksionsgitter. Interferensmønsteret er ens i de to tilfælde. Det dannes bag ved transmissionsgitteret og foran refleksionsgitteret. © Materialer: Stativ Optisk gitter Laser (Rød & Grøn) © Udførelse: Vi startede med at tage et stativ, og satte det ned på gulvet. På stativet monterede vi vores laser (hhv. rød og grøn), og satte det optiske gitter foran. Stativet satte vi foran en hvid baggrund (i dette tilfælde væggen), for at kunne se laserlyset bedst muligt. Så måler vi a som er afstanden fra gitteret til 0. ordens pletten. Derefter måler vi afstanden mellem 0.ordens pletten og n. ordens pletten. Så beregner vi de forskellige værdier. © Databehandling: a målte vi til at være 26 cm => 0,26 m. Xn målte vi til at være 9 cm => 0,09 m (for grøn) og 11 cm => 0,11 m (for rød). n er = 1 da vi måler fra 0. orden til 1. orden. På vores optiske gitter står der at der er 600 linier pr. mm.