การแทรกสอดของช่องคู่และเกรตติ้งของการแทรกสอดเชิงdiffract
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| diffraction grating/dɪˈfrækʃn ˈɡreɪtɪŋ/ | เกรตติ้งเลี้ยวเบน |
ส่องแสงผ่านช่องคู่ — แล้วจะได้ลายแถบ ไม่ใช่แค่สองเส้น
- ส่งแสงผ่านช่องแคบสองช่อง หน้าจอจะแสดงแถวของ แถบสว่างและมืด
- ไม่ใช่สองแถบสว่างตามที่คาดไว้ — เป็น pattern การแทรกสอด
- นี่คือการทดลอง Young's double-slit ซึ่งพิสูจน์ว่าแสงเป็น ** wave**
- หลักการเดียวกันแต่ใช้ช่องหลายพันช่อง จะกลายเป็น diffraction grating
ลายแถบเกิดขึ้นได้อย่างไร
- แสงกระจาย (diffracts) จากแต่ละช่อง และคลื่นทั้งสองชุด overlap และเกิด interference
- ที่ซึ่งพวกมันมาถึง in phase, พวกมันจะบวกกัน — เกิด bright fringe
- ที่ซึ่งพวกมันมาถึง out of phase, พวกมันจะหักล้างกัน — เกิด dark fringe
- Pattern นี้คือภาพโดยตรงของการแทรกสอดแบบเสริมและแบบหักล้าง
คลื่นสองคลื่นแทรกสอดกัน
เปลี่ยนความต่างเฟสและดูว่าคลื่นสองคลื่นรวมกันเป็นสว่าง (in phase) หรือหักล้างกันเป็นมืด (out of phase).
ลวดลายการแทรกสอดของช่องคู่เป็นหลักฐานว่าแสงเป็น:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การแทรกสอดเป็นปรากฏการณ์ของคลื่น ดังนั้นแถบจึงพิสูจน์ว่าแสงเป็นคลื่น
เงื่อนไขของ bright-fringe
- Bright fringes ปรากฏเมื่อ path difference จากช่องคู่เป็นจำนวนเต็มของความยาวคลื่น
- เงื่อนไขคือ $d\sin\theta = m\lambda$, โดย $m = 0, 1, 2, \ldots$
- ช่องใกล้กัน (smaller $d$) หรือ ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น ทำให้ fringes กระจายออกจากกันมากขึ้น
- การวัดระยะห่างระหว่าง fringes ช่วยให้คุณคำนวณหาความยาวคลื่นของแสงได้
แถบสว่างเกิดเมื่อความต่างเส้นทางจากช่องทั้งสองคือ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
แถบสว่างต้องการ $d\sin\theta = m\lambda$ — จำนวนเต็มของความยาวคลื่น.
หากการแยกช่อง $d$ ลดลงครึ่งหนึ่ง ระยะห่างของแถบจะ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ระยะห่างของแถบแปรผันตาม $1/d$ ดังนั้นการลด $d$ ลงครึ่งหนึ่งจะทำให้ระยะห่างเพิ่มขึ้นสองเท่า
แถบมืดเกิดเมื่อคลื่นจากช่องทั้งสองมาถึงแบบ out of phase และหักล้างกัน
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
การมาถึงแบบ out of phase ทำให้เกิดการแทรกสอดเชิง destructive — แถบมืด
Diffraction gratings
- Diffraction grating มีช่องละเอียดนับพันช่องอัดแน่น在一起
- มันแยกแสงออกเป็นจุด sharp, bright มาก — สะอาดกว่าช่องคู่มาก
- ยังสามารถกระจายสีต่างๆ ออกไปในมุมที่แตกต่างกัน สร้างเป็น สเปกตรัม
- Gratings ถูกใช้ใน spectrometers เพื่อระบุ elements ในดาวและตัวอย่าง
อุปกรณ์ที่มีช่องละเอียดหลายพันช่องที่แบ่งแสงออกเป็นจุดคมชัดเรียกว่าเกรตติ้ง ____
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
เกรตติ้งของการแทรกสอดเชิงdiffract ให้ maxima ที่คมชัดและสว่างมาก
เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้องเกี่ยวกับช่องคู่และเกรตติ้ง
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
สว่าง = ความต่างเส้นทางเป็นจำนวนเต็มของความยาวคลื่น; การแทรกสอดพิสูจน์ว่าแสงเป็นคลื่น; เกรตติ้งสร้างสเปกตรัม ลวดลายนี้คือการแทรกสอด ไม่ใช่ไฟฉายอิสระ
Fringes ของช่องคู่มาจาก interference, ไม่ใช่จากช่องทำหน้าที่เป็นไฟฉายขนาดเล็ก — นั่นคือเหตุผลที่คุณได้ pattern ของแถบ ไม่ใช่แค่สองแถบสว่าง Fringes ที่สว่างต้องการ path difference เป็น whole number ของความยาวคลื่น ($d\sin\theta = m\lambda$); ครึ่งความยาวคลื่นจะให้ dark fringes
ในการตั้งค่าช่องคู่, ระยะห่างระหว่างช่องถูก减半.会发生什么?距离条纹间距?
- Fringe spacing เป็น $1/d$, ดังนั้นการ减半 $d$ ** doubles** 间距
- แถบสว่างจะ moving further apart บนหน้าจอ
Young's double slit สร้างสายสว่างและมืดจากการ รบกวน — สายสว่างเมื่อ $d\sin\theta = m\lambda$ (ความต่างของเส้นทางเป็นจำนวนเต็ม) ช่องใกล้กันหรือความยาวคลื่นยาวกว่าจะทำให้สายกระจายกว้างขึ้น แผ่น.optsical diffraction grating (หลายพันช่อง) ให้จุดคมชัดและแยกแสงออกเป็นสเปกตรัม