Molecular Expressions Mikroskopie Primer Licht und Farbe - Zeilenabstand Berechnungen von

interaktive Tutorials

Zeilenabstand Berechnungen von Diffraction Gratings

Per Definition ist ein Beugungsgitter aus einem planaren Substrat aus einer Reihe von parallelen linearen Nuten oder Entscheidungen enthält, die transparent, halbtransparent oder opak sein kann. Wenn der Abstand zwischen den Linien auf ein Beugungsgitter in der Größe der Wellenlänge des Lichts, ähnlich ist, wird eine einfallende kollimierte und kohärenten Lichtstrahl stark beim Auftreffen auf das Gitter gebeugt werden. Dieses interaktive tutorial untersucht die Wirkungen der Wellenlänge auf dem Beugungsmuster durch eine virtuelle periodischen Linien hergestellt von festen Zeilenabstand Gitter.

Das Lernprogramm initialisiert mit einem Strahl kohärenten und kollimierten lila monochromatisches Licht (400 Nanometer), trifft auf ein periodisches Beugungsgitter. Beim Durchtritt durch die Liniengitter wird der Lichtstrahl in einen hellen Zentralband gebeugten (nullter Ordnung) auf dem Detektorschirm, flankiert von mehrere höheren Ordnung (1st. 2nd. Und 3.) Beugungsbänder oder Maxima. Um das Lernprogramm zu betreiben, verwendet die Wellenlänge Regler, um die Größe von monochromatischem Licht, das durch das Gitter in einem Bereich zwischen 400 und 700 nm einzustellen. Da der Schieber nach rechts verschoben wird, die Wellenlänge des einfallenden Lichts erhöht, was eine entsprechende Änderung des Beugungsmusters auf dem Detektor Bildschirm beobachtet (die lange, horizontale Linie über dem Schieberegler). wurde verstärkt als helle Bereiche aufgrund konstruktiven Interferenz die Beugungsbanden durch die höhere Ordnung maxima gebildet identifizieren die Beugungswinkel in der Wellenfront mit der gleichen Phase. In Bereichen zwischen den Beugungs bands, sind die Wellenfronten aus der Phase und heben die Intensität jeden anderen durch destruktive Interferenz.

Die nullte Ordnung zentrale maximale Band aus Lichtwellen gebildet, die gebeugten nicht, wenn durch das Beugungsgitter verläuft, und zeigt ein Intensitätswert sich nur geringfügig von dem des einfallenden Strahls verringert. Der Beugungswinkel, der durch das Symbol q identifiziert wird. die bestimmt wird durch den Winkel, der durch die nullten und erste Ordnung Bands auf dem Detektor in bezug auf das Gitter. Ein rechtwinkliges Dreieck der Beugungswinkel am Detektor Bildschirm deckungsgleich mit einem anderen Dreieck an dem Gitter, definiert durch die Wellenlänge der Beleuchtung (L) und der Abstand zwischen den Entscheidungsverfahren (d) auf dem Gitter gemäß der folgenden Gleichung enthält:

Als Ergebnis tritt die Verstärkung der Beugungs Banden oder Flecken an Stellen eine ganzzahlige Anzahl von Wellenlängen aufweisen (l. 2 l. 3 l. Etc.), da die gebeugten Wellenfronten an diesen Stellen in Phase ankommen und können sich gegenseitig durch verstärken konstruktive Beeinflussung. Wenn der Sinus des Beugungswinkels aus dem Abstand zwischen Beugungsbanden auf dem Detektorschirm und zwischen dem Bildschirm und dem Liniengitter berechnet wird, kann der Abstand (d) zwischen dem einzelnen Entscheidungsverfahren auf dem Gitter unter Verwendung der Gittergleichung in der Form bestimmt werden:

m l = d • sin (q)

Die Wirkung von Wellenlänge kann durch Beleuchtung des Liniengitters mit weißem Licht (enthaltend ein Gemisch aller Farben) nachgewiesen werden. Unter diesen Bedingungen erscheint die nullter Ordnung Beugungsbande weiß, aber höhere Ordnung Bänder zeigt ein längliches Spektrum von Farben mit blauen am nächsten an die nullten Ordnung Band zu sein. Somit wird blaues Licht in einem geringeren Ausmaß als gebeugtes grünes oder rotes Licht ist, wie es in der Anleitung dargestellt.

Matthew J. Parry-Hill und Michael W. Davidson - National High Magnetic Field Laboratory, 1800 East Paul Dirac Dr. Florida State University, Tallahassee, Florida, 32310.