ڈفریکشن گریٹنگز - مسائل اور حل
1. ایک گریٹنگ جس میں 4000 سلٹ فی سینٹی میٹر ہوتی ہے ایک رنگی روشنی سے روشن ہوتی ہے اور 30° زاویہ پر دوسری ترتیب والی روشن لکیر پیدا کرتی ہے۔ استعمال ہونے والی روشنی کی طول موج کیا ہے ؟ (1 Å = 10 -10 میٹر)
جانا جاتا ہے:
سلٹ کے درمیان فاصلہ (d) = 1 / (4000 سلِٹس/سینٹی میٹر) = 0.00025 سینٹی میٹر = 2.5 x 10 -4 سینٹی میٹر = 2.5 x 10 -6 میٹر
آرڈر (n) = 2
گناہ 30 o = 0.5
1 Å = 10 -10 میٹر
مطلوب: روشنی کی طول موج (λ)
حل:
2. 2.5×10 -7 میٹر کی طول موج کے ساتھ ایک رنگ کی روشنی 10,000 سلٹ/سینٹی میٹر پر مشتمل ایک جھاڑی سے ٹکراتی ہے۔ دوسری ترتیب والی روشن لکیر کی کونیی پوزیشنوں کا تعین کریں۔
جانا جاتا ہے:
سلٹ کے درمیان فاصلہ (d) = 1 / (10,000 سلٹ/سینٹی میٹر) = 0.0001 سینٹی میٹر = 1 x 10 -4 سینٹی میٹر = 1 x 10 -6 میٹر
آرڈر (n) = 2
طول موج (λ) = 2.5 x 10 -7 میٹر
مطلوب : زاویہ (θ)
حل:
3. 5.10 -7 میٹر کی طول موج کے ساتھ ایک رنگ کی روشنی ایک جھنڈی سے ٹکراتی ہے۔ سلٹ اور دیکھنے والی اسکرین کے درمیان D فاصلہ 2 میٹر ہے، تیسرے آرڈر کے کنارے اور مرکزی کنارے کے درمیان فاصلہ 150 سینٹی میٹر ہے۔ سلٹ کے درمیان فاصلہ طے کریں۔
جانا جاتا ہے:
طول موج (λ) = 5 x 10 -7 میٹر
l = 2 میٹر
N = 3
y = 150 سینٹی میٹر = 1.5 میٹر
مطلوبہ: دراروں کے درمیان فاصلہ
حل:
sin θ ≈ tan θ = y / l = 1.5 / 2 = 0.75 = 75 x 10 -2
سلٹ کے درمیان فاصلہ:
d گناہ 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 ) میٹر
d = (0.2) (10 -5 ) میٹر
d = 2.10 -6 میٹر
4. 500 nm (1 nano = 10 -9 ) کی طول موج کے ساتھ ایک رنگ کی روشنی ایک گریٹنگ سے ٹکراتی ہے اور 30° زاویہ پر چوتھی ترتیب کی روشن لکیر پیدا کرتی ہے۔ فی سینٹی میٹر سلٹ کی تعداد کا تعین کریں۔
جانا جاتا ہے:
طول موج (λ) = 500.10 -9 m = 5.10 -7 m
θ = 30 o
N = 4
مطلوبہ: فی سینٹی میٹر سلٹس کی تعداد
حل:
سلٹ کے درمیان فاصلہ:
d گناہ θ = n λ
d (گناہ 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 میٹر
سلٹس کی تعداد فی سینٹی میٹر:
x = 1 / 4.10 -6 میٹر
x = 0.25.10 6 /m
x = 0.25.10 6 / 10 2 سینٹی میٹر
x = 0.25.10 4 / سینٹی میٹر
x = 25.10 2 / سینٹی میٹر
x = 2500/cm
5. 500 nm (1 nm = 10 -9 m) کی طول موج کے ساتھ ایک رنگ کی روشنی ایک جھنڈی سے ٹکراتی ہے اور 30° زاویہ پر دوسری ترتیب والی روشن لکیر پیدا کرتی ہے۔ فی سینٹی میٹر سلٹ کی تعداد کا تعین کریں۔
جانا جاتا ہے:
طول موج (λ) = 500.10 -9 m = 5.10 -7 m
θ = 30 o
N = 2
مطلوبہ: فی سینٹی میٹر سلٹس کی تعداد
حل:
سلٹ کے درمیان فاصلہ:
d گناہ θ = n λ
d (گناہ 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 میٹر
سلٹس کی تعداد فی سینٹی میٹر:
x = 1/d
x = 1 / 2.10 -6 میٹر
x = 0.5.10 6 / 1 میٹر
x = 0.5.10 6 / 10 2 سینٹی میٹر
x = 0.5.10 4 / سینٹی میٹر
x = 5.10 3 / سینٹی میٹر
x = 5000/cm
20 تصوراتی سوالات اور تفریق گریٹنگ کے بارے میں جوابات:
1. سوال: ایک diffraction grating کیا ہے؟
جواب: ڈفریکشن گریٹنگ ایک آپٹیکل جزو ہے جس میں متواتر ڈھانچہ ہوتا ہے، جو روشنی کو مختلف سمتوں میں سفر کرنے والے کئی شہتیروں میں تقسیم اور منقطع کرتا ہے۔
2. سوال: ڈفریکشن گریٹنگ ڈبل سلٹ سے کیسے مختلف ہے؟
جواب: جب کہ دونوں تفاوت کا سبب بنتے ہیں، ایک گریٹنگ میں فی یونٹ لمبائی میں بہت زیادہ سلٹ (یا لکیریں) ہوتی ہیں، جس سے زیادہ منتشر شہتیر پیدا ہوتے ہیں اور واضح سپیکٹرل علیحدگی ہوتی ہے۔
3. سوال: گریٹنگ لائنوں کے درمیان فاصلہ کیوں اہم ہے؟
جواب: وقفہ کاری ان زاویوں کا تعین کرتی ہے جن پر روشنی کی مختلف طول موجیں ریفریکٹ ہوتی ہیں، اس طرح پیدا ہونے والے سپیکٹرم کی ریزولوشن اور وضاحت کو متاثر کرتی ہے۔
4. سوال: پھیلاؤ کا زاویہ روشنی کی طول موج سے کیسے متعلق ہے؟
جواب: رشتہ grating مساوات سے دیا جاتا ہے: ��=�sin� ، جہاں تفاوت کا حکم ہے، طول موج ہے، grating spacing ہے، اور تفاوت کا زاویہ ہے۔
6. سوال: مختلف زاویوں پر مختلف رنگ/طول موج کیوں مختلف ہوتی ہیں؟
جواب: چونکہ تفاوت کا زاویہ ( ) طول موج ( ) کے براہ راست متناسب ہے، اس لیے لمبی طول موج (جیسے سرخ) چھوٹی طول موج (جیسے نیلے) سے زیادہ مختلف ہوتی ہے۔
7. سوال: ڈفریکشن گریٹنگ میں سلٹ (یا لائنوں) کی تعداد میں اضافہ پیٹرن کو کیسے متاثر کرتا ہے؟
جواب: سلٹوں کی تعداد میں اضافے سے تفاوت میکسما کو تیز کیا جاتا ہے، سپیکٹرم کی ریزولوشن میں اضافہ ہوتا ہے۔
8. سوال: جھنڈی کی حل کرنے کی طاقت سے کیا مراد ہے؟
جواب: حل کرنے کی طاقت دو قریب سے فاصلہ والی طول موج کے درمیان فرق کرنے کی گریٹنگ کی صلاحیت ہے۔ یہ مزید لکیروں اور اعلی تفاوت کے احکامات کے ساتھ بڑھتا ہے۔
9. سوال: کیا روشنی کے علاوہ دیگر قسم کی لہروں کے ساتھ ڈفریکشن گریٹنگز کا استعمال کیا جا سکتا ہے؟
جواب: جی ہاں، انہیں کسی بھی لہر کے رجحان کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے، بشمول آواز کی لہریں اور ایکس رے۔
10. سوال: ٹرانسمیشن گریٹنگ ریفلیکشن گریٹنگ سے کیسے مختلف ہے؟
جواب: ٹرانسمیشن گریٹنگ میں، روشنی گریٹنگ مواد سے گزرتی ہے، جب کہ ریفلیکشن گریٹنگ میں، روشنی گریٹنگ کی سطح سے منعکس ہوتی ہے۔
11. سوال: بلیزڈ گرٹنگز کیا ہیں؟
جواب: بلیزڈ گریٹنگز ریفلیکشن گریٹنگز ہیں جہاں نالیوں کو زاویہ (یا بلیزڈ) کیا جاتا ہے تاکہ زیادہ تر توانائی کو ایک مخصوص ڈفریکشن آرڈر میں لے جایا جا سکے، کارکردگی کو بہتر بنا کر۔
12. سوال: گریٹنگ کی نالی کی کثافت (لائنز فی ملی میٹر) کیوں اہم ہے؟
جواب: نالی کی کثافت گریٹنگ کی بازی اور ریزولوشن کا تعین کرتی ہے۔ اعلی نالی کی کثافت عام طور پر اعلی قراردادوں کا باعث بنتی ہے۔
13. سوال: گریٹنگ ایک سپیکٹرم کیسے پیدا کرتی ہے؟
جواب: جب سفید روشنی گریٹنگ کے ساتھ تعامل کرتی ہے، تو ہر طول موج ایک منفرد زاویہ پر مختلف ہوتی ہے، اور ایک سپیکٹرم پیدا کرنے کے لیے انہیں مقامی طور پر پھیلا دیتی ہے۔
14. سوال: تفاوت کے اعلیٰ احکامات ایک دوسرے سے کیوں اوورلیپ ہو سکتے ہیں؟
جواب: مختلف طول موجوں کے لیے، اعلیٰ آرڈرز کو ایسے زاویوں پر ریفریکٹ کیا جا سکتا ہے جو دیگر طول موجوں کے نچلے آرڈرز سے میل کھاتا ہے، جس کی وجہ سے اوور لیپنگ سپیکٹرا ہوتا ہے۔
15. سوال: کیا غیر مرئی طول موجوں کا مطالعہ کرنے کے لیے جھاڑی کا استعمال کیا جا سکتا ہے؟
جواب: جی ہاں، الٹرا وائلٹ اور انفراریڈ سمیت برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے مختلف حصوں کے لیے گریٹنگز ڈیزائن کی جا سکتی ہیں۔
16. سوال: گریٹنگ میٹریل ڈفریکشن پیٹرن میں کیا کردار ادا کرتا ہے؟
جواب: مادی خصوصیات مختلف تفاوت آرڈرز کی کارکردگی کو متاثر کر سکتی ہیں اور طول موج کی حد کا تعین کر سکتی ہیں جس کے لیے گریٹنگ کو بہتر بنایا گیا ہے۔
17. سوال: ہولوگرافک ڈفریکشن گریٹنگ کیسے تیار ہوتی ہے؟
جواب: ہولوگرافک گریٹنگز میکانکی طور پر حکمرانی کرنے والے نالیوں کے بجائے لیزر لائٹ سے مداخلت کے نمونوں کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جاتے ہیں، جس کے نتیجے میں کم آوارہ روشنی اور اعلی طہارت کا سپیکٹرا ہوتا ہے۔
18. سوال: زیرو آرڈر زیادہ سے زیادہ عام طور پر زیادہ روشن کیوں ہوتا ہے؟
جواب: زیرو آرڈر زیادہ سے زیادہ غیر متزلزل روشنی کے مساوی ہے۔ چونکہ یہ اتنا پھیلتا نہیں ہے جتنا کہ منتشر احکامات، اس کی شدت عام طور پر زیادہ ہوتی ہے۔
19. سوال: کیا گریٹنگز پولرائزڈ لائٹ کے ساتھ کام کرتی ہیں؟
جواب: جی ہاں، واقعہ کی روشنی کی پولرائزیشن حالت کی بنیاد پر بازی کی کارکردگی اور پیٹرن مختلف ہو سکتے ہیں۔
20. سوال: اسپیکٹروسکوپی کے لیے پرزموں پر گریٹنگز کے فوائد کیوں ہیں؟
جواب: Gratings بہتر ریزولیوشن، طول موج کی زیادہ لکیری بازی پیش کر سکتی ہے، اور اکثر پرزم کے مقابلے سپیکٹرم میں روشنی پھیلانے میں زیادہ موثر ہوتی ہے۔
آپٹیکل ریسرچ اور ایپلی کیشنز میں ڈفریکشن گریٹنگز ضروری ہیں، خاص طور پر سپیکٹروسکوپی میں، روشنی کے سپیکٹرل اجزاء کے تفصیلی مطالعہ کی اجازت دیتے ہیں۔
