Torên difraksiyonê - pirsgirêk û çareserî
1. Toreke ku di her santîmetreyekê de 4000 çirçik hene bi ronahiyek yekreng tê ronîkirin û xeta geş a rêza duyemîn bi goşeyek 30° çêdike. Dirêjahiya pêlê ya ronahiya ku tê bikar anîn çi ye? (1 Å = 10-10 m )
Tê zanîn:
Dûrahiya di navbera qulan de (d) = 1 / (4000 qul / cm) = 0.00025 cm = 2.5 x 10 -4 cm = 2.5 x 10 -6 metre
Rêz (n) = 2
Sin 30 o = 0.5
1 Å = 10 -10 m
Xwestî: Dirêjahiya pêla ronahiyê (λ)
Areserî:
2. Ronahiyek yekreng bi dirêjahiya pêlê 2.5×10-7 m li şebekeyek ku 10,000 çil/cm tê de hene dixe. Cihên goşeyî yên xeta geş a rêza duyemîn diyar bikin.
Tê zanîn:
Dûrahiya di navbera qulan de (d) = 1 / (10,000 qul / cm) = 0.0001 cm = 1 x 10 -4 cm = 1 x 10 -6 m
Rêz (n) = 2
Dirêjahiya pêlê (λ) = 2.5 x 10 -7 m
Xwestin: Goşe (θ)
Areserî:
3. Ronahiyek yekreng bi dirêjahiya pêlê 5.10-7 m li şebekeyek dixe. Dûrahiya di navbera şikestin û ekrana temaşekirinê de 2 m ye, dûrahiya di navbera xêza rêza sêyemîn û xêza navendî de 150 cm ye. Dûrahiya di navbera şikestinan de diyar bikin.
Tê zanîn:
Dirêjahiya pêlê (λ) = 5 x 10 -7 m
l = 2 m
n = 3
y = 150 cm = 1.5 m
Xwestî: dûrahiya di navbera qulikan de
Areserî:
guneh θ ≈ tan θ = y / l = 1.5 / 2 = 0.75 = 75 x 10 -2
Dûrahiya di navbera şikestinan de:
d sin θ = n λ
d (75.10 -2 ) = (3)(5.10 -7 )
d (75.10 -2 ) = 15.10 -7
d = (15.10 -7 ) / (75.10 -2 )
d = (15/75).10 -5
d = (1/5)(10-5 ) m
d = (0.2)(10-5 ) m
d = 2.10 -6 m
4. Ronahiyek yekreng bi dirêjahiya pêlê ya 500 nm (1 nano = 10-9 ) li şebekeyekê dixe û xeta geş a rêza çaremîn di goşeyek 30° de çêdike. Hejmara çirandinan di her santîmetreyekê de diyar bike.
Tê zanîn:
Dirêjahiya pêlê (λ) = 500.10 -9 m = 5.10 -7 m
θ = 30 o
n = 4
Xwestî: hejmara qulikan li ser her santîmetreyê
Areserî:
Dûrahiya di navbera şikestinan de:
d sin θ = n λ
d (sin 30 o ) = (4)(5.10 -7 )
d (0.5) = 20.10 -7
d = (20.10 -7 ) / 0.5
d = 40.10 -7
d = 4.10 -6 m
Hejmara qulikan di her santîmetreyê de:
x = 1 / 4.10 -6 m
x = 0.25.10 6 / m
x = 0.25.10 6 / 10 2 cm
x = 0.25.10 4 / cm
x = 25.10 2 / cm
x = 2500 / cm
5. Ronahiyek yekreng bi dirêjahiya pêlê 500 nm (1 nm = 10-9 m ) li şebekeyekê dixe û xeta geş a rêza duyemîn bi goşeyek 30° çêdike. Hejmara çirandinan di her santîmetreyekê de diyar bike.
Tê zanîn:
Dirêjahiya pêlê (λ) = 500.10 -9 m = 5.10 -7 m
θ = 30 o
n = 2
Xwestî: hejmara qulikan li ser her santîmetreyê
Areserî:
Dûrahiya di navbera şikestinan de:
d sin θ = n λ
d (sin 30 o ) = (2)(5.10 -7 )
d (0.5) = 10.10 -7
d = (10.10 -7 ) / 0.5
d = 20.10 -7
d = 2.10 -6 m
Hejmara qulikan di her santîmetreyê de:
x = 1 / d
x = 1 / 2.10 -6 m
x = 0.5.10 6 / 1 m
x = 0.5.10 6 / 10 2 cm
x = 0.5.10 4 / cm
x = 5.10 3 / cm
x = 5000 / cm
20 pirs û bersivên têgehî li ser gratkirina difraksiyonê:
1. Pirs: Grateke difraksiyonê çi ye?
Bersiv: Tora difraksiyonê pêkhateyeke optîkî ye ku xwedî avahiyeke periyodîk e, ku ronahiyê parçe dike û dişkîne nav çend tîrêjên ku di aliyên cuda de diçin.
2. Pirsyar: Tora difraksiyonê çawa ji qulika ducarî cuda ye?
Bersiv: Her çend her du jî dibin sedema difraksiyonê jî, şebekeyek di yekîneya dirêjahiyê de gelek şilbûn (an xêz) zêdetir hene, ku tîrêjên difraksiyonkirî yên bêtir û veqetandina spektral a zelaltir çêdike.
3. Pirsyar: Çima mesafeyên di navbera xetên şebekeyê de girîng in?
Bersiv: Mesafeyên navberan goşeyên ku dirêjahiya pêlên cûda yên ronahiyê tê de dişkên diyar dikin, bi vî awayî bandorê li çareserî û zelaliya spektruma hilberandî dikin.
4. Pirsyar: Goşeya difraksiyonê çawa bi dirêjahiya pêlê ya ronahiyê ve girêdayî ye?
Bersiv: Ev têkilî bi hevkêşeya şebekeyê tê dayîn: ��=�sin� , ku rêza difraksiyonê ye, dirêjahiya pêlê ye, mesafeya di navbera şebekeyê ye, û goşeya difraksiyonê ye.
6. Pirsyar: Çima rengên/dirêjahiya pêlên cuda di goşeyên cuda de ji hev cuda dibin?
Bersiv: Ji ber ku goşeya difraksiyonê ( ) rasterast bi dirêjahiya pêlê ( ) re rêjeyî ye, pêlên dirêjtir (wek sor) ji yên kurttir (wek şîn) bêtir difraksiyonê dikin.
7. Pirsyar: Zêdebûna hejmara çirandin (an xêzan) di tora difraksiyonê de çawa bandorê li ser şêweyê dike?
Bersiv: Zêdekirina hejmara çirandinan herî zêdeyên difraksiyonê tûj dike, û çareseriya spektrumê zêde dike.
8. Pirsyar: Hêza çareserkirinê ya şebekeyê tê çi wateyê?
Bersiv: Hêza çareserkirinê şiyana şebekeyê ye ku du dirêjahiyên pêlên nêzîkî hev ji hev cuda bike. Ew bi zêdebûna xêzan û rêzên difraksiyonê yên bilindtir zêde dibe.
9. Pirsyar: Gelo torên difraksiyonê dikarin ji bilî ronahiyê bi celebên din ên pêlan re jî werin bikar anîn?
Bersiv: Belê, ew dikarin bi her diyardeyeke pêlan re, tevî pêlên deng û tîrêjên X, werin bikaranîn.
10. Pirsyar: Torgiloka veguhestinê ji torgiloka refleksê çawa cuda ye?
Bersiv: Di tora veguhestinê de, ronahî di nav materyalê tora re derbas dibe, lê di tora refleksê de, ronahî ji rûyê tora re tê vegerandin.
11. Pirsyar: Torên şewitandî çi ne?
Bersiv: Gratîyên şewitandinê gratîyên refleksê ne ku tê de xelek bi goşeyî (an şewitandin) têne rêve kirin da ku piraniya enerjiyê ber bi rêzek difraksiyonê ya taybetî ve bibin, û karîgeriyê baştir bikin.
12. Pirsyar: Çima dendika xêza şebekeyê (xetên li ser mm) girîng e?
Bersiv: Tîrbûna çîçekan belavbûn û çareseriya şebekeyê diyar dike. Tîrbûna çîçekan a bilindtir bi gelemperî rê li ber çareseriyên bilindtir vedike.
13. Pirsyar: Torek çawa spektrumek çêdike?
Bersiv: Dema ku ronahiya spî bi şebekeyekê re têkilî datîne, her dirêjahiya pêlê bi goşeyek bêhempa dişkê, wan li gorî fezayê belav dike û spektrumek çêdike.
14. Pirsyar: Çima dibe ku rêzên bilindtir ên difraksiyonê li hevdu bin?
Bersiv: Ji bo dirêjahiya pêlên cuda, tîrêjên rêzên bilindtir dikarin di goşeyên ku bi rêzên nizmtir ên dirêjahiya pêlên din re li hev tên de werin şikandin, û bibin sedema spektrumên hevbeş.
15. Pirsyar: Gelo şebekeyek dikare ji bo lêkolîna dirêjahiya pêlên nexuya were bikar anîn?
Bersiv: Belê, şebekeyên torê dikarin ji bo beşên cûda yên spektruma elektromagnetîk, di nav de ultraviyole û înfrared, werin sêwirandin.
16. Pirsyar: Materyalê şebekeyê di şêweyên difraksiyonê de çi rol dilîze?
Bersiv: Taybetmendiyên materyalan dikarin bandorê li ser karîgeriya rêzikên difraksiyonê yên cûda bikin û rêza dirêjahiya pêlê ya ku şebek ji bo wê hatîye çêtirînkirin diyar bikin.
17. Pirsyar: Toreke difraksiyonê ya holografîk çawa tê çêkirin?
Bersiv: Gratingên holografîk bi karanîna şablonên destwerdanê yên ji ronahiya lazerê têne çêkirin, li şûna xendekên ku bi mekanîkî têne rêvebirin, di encamê de ronahiya belavbûyî kêmtir û spektrumên paqijiya bilindtir çêdibin.
18. Pirsyar: Çima herî zêde ya sifir-rêzê bi gelemperî pir geştir e?
Bersiv: Herî zêde rêjeya sifir-rêzê bi ronahiya neşikestî re têkildar e. Ji ber ku ew bi qasî rêjeya diffraksiyonê belav nabe, şîdeta wê bi gelemperî bilindtir e.
19. Pirs: Gelo şebekeyên torê dikarin bi ronahiya polarîzekirî bixebitin?
Bersiv: Belê, karîgeriya difraksiyonê û qaliba wê dikare li gorî rewşa polarîzasyona ronahiya têketî biguhere.
20. Pirsyar: Çima şebekeyên gratingê ji bo spektroskopiyê li gorî prîzmayan xwedî avantajên baş in?
Bersiv: Torgilok dikarin çareseriyek çêtir, belavbûna xêzikî ya dirêjahiya pêlê ya bêtir pêşkêş bikin, û pir caran di belavkirina ronahiyê de li seranserê spektrumê li gorî prîzmayan bibandortir in.
Torên difraksiyonê di lêkolîn û sepanên optîkî de, nemaze di spektroskopiyê de, pir girîng in, ji ber ku rê didin lêkolîna berfireh a pêkhateyên spektral ên ronahiyê.
