דיפראַקציע גראַטינגז - פּראָבלעמען און לייזונגען
1. א גראַטינג מיט 4000 שפּאַלטן פּער סענטימעטער ווערט באַלויכטן מיט אַ מאָנאָכראָמאַטיש ליכט און פּראָדוצירט די צווייטע-אָרדענונג העלע ליניע ביי אַ 30° ווינקל. וואָס איז די כוואַליע-לענג פון די ליכט געניצט? (1 Å = 10 -10 מעטער)
באַקאַנט:
די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) = 1 / (4000 שפּאַלטן / סענטימעטער) = 0.00025 סענטימעטער = 2.5 x 10 -4 סענטימעטער = 2.5 x 10 -6 מעטער
סדר (n) = 2
סינוס 30 o = 0.5
1 Å = 10 -10 מעטער
געוואלט: כוואַליע לענג פון ליכט (λ)
לייזונג:
קסנומקס. די מאַנאַקראָומאַטיק ליכט מיט אַ כוואַליע לענג פון 2.5×10-7 m שלאָגט אַ גראַטינג מיט 10,000 שפּאַלטן/ק״מ. באַשטימט די ווינקלדיקע פּאָזיציעס פון דער צווייטער-אָרדענונג העלער ליניע.
באַקאַנט:
די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן (ד) = 1 / (10,000 שפּאַלטן / סענטימעטער) = 0.0001 סענטימעטער = 1 x 10-4 סענטימעטער = 1 X 10-6 m
סדר (n) = 2
כוואַליע לענג (λ) = 2.5 x 10-7 m
געוואָלט: ווינקל (θ)
לייזונג:
קסנומקס. די מאַנאַקראָומאַטיק ליכט מיט אַ כוואַליע לענג פון 5.10-7 מ שלאָגט אַ גריל. דדי דיסטאַנץ צווישן שפּאַלט און דעם קוק-עקראַן איז 2 מעטער, דדיסטאַנץ צווישן די דריט-אָרדער פראַנדזש און די צענטראַלע פראַנדזש איז 150 ס״מ. באַשטימט די דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן.
באַקאַנט:
כוואַליע לענג (λ) = 5 x 10-7 m
ל = 2 עם
N = קסנומקס
y = 150 ס״מ = 1.5 מעטער
געוואָלט: דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן
לייזונג:
זינד θ ≈ טאַן θ = י / ל = 1.5 / 2 = 0.75 = 75 רענטגענ 10-2
דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן:
ד סינ θ = n λ
ד (75.10-2) = (3)(5.10-7)
ד (75.10-2) = 15.10-7
ד = (15.10-7) / (75.10-2)
ד = (15/75).10-5
ד = (1/5)(10-5) מ
ד = (0.2)(10-5) מ
ד = 2.10-6 m
קסנומקס. די מאַנאַקראָומאַטיק ליכט מיט אַ כוואַליע לענג פון 500 נם (1 נאַנאָ = 10-9) שלאָגט אַ גראַט און פּראָדוצירט די פערט-אָרדענונג העלע ליניע אין אַ 30° ווינקל. באַשטימט די צאָל שפּאַלטן פּער סענטימעטער.
באַקאַנט:
כוואַליע לענג (λ) = 500.10-9 ב = 5.10-7 m
θ = 30 o
N = קסנומקס
געוואָלט: נומער פון שפּאַלטן פּער סענטימעטער
לייזונג:
דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן:
ד סינ θ = n λ
ד (זינד 30o) = (4)(5.10-7)
ד (0.5) = 20.10-7
ד = (20.10-7) / 0.5
ד = 40.10-7
ד = 4.10-6 m
נומער פון שפּאַלטן פּער סענטימעטער:
x = 1 / 4.10-6 m
רענטגענ = קסנומקס6 / עם
רענטגענ = קסנומקס6 / קסנומקס2 cm
רענטגענ = קסנומקס4 / סענטימעטער
רענטגענ = קסנומקס2 / סענטימעטער
x = 2500 / ס״מ
קסנומקס. די מאַנאַקראָומאַטיק ליכט מיט אַ כוואַליע לענג פון 500 נאַנאָמעטער (1 נאַנאָמעטער = 10-9 מ) שלאָגט אַ גראַט און פּראָדוצירט די צווייטע-אָרדענונג העלע ליניע אין אַ 30° ווינקל. באַשטימט די צאָל שפּאַלטן פּער סענטימעטער.
באַקאַנט:
כוואַליע לענג (λ) = 500.10-9 ב = 5.10-7 m
θ = 30 o
N = קסנומקס
געוואָלט: נומער פון שפּאַלטן פּער סענטימעטער
לייזונג:
דיסטאַנץ צווישן די שפּאַלטן:
ד סינ θ = n λ
ד (זינד 30o) = (2)(5.10-7)
ד (0.5) = 10.10-7
ד = (10.10-7) / 0.5
ד = 20.10-7
ד = 2.10-6 m
נומער פון שפּאַלטן פּער סענטימעטער:
x = 1 / ד
x = 1 / 2.10-6 m
רענטגענ = קסנומקס6 / 1 עם
רענטגענ = קסנומקס6 / קסנומקס2 cm
רענטגענ = קסנומקס4 / סענטימעטער
רענטגענ = קסנומקס3 / סענטימעטער
x = 5000 / ס״מ
20 קאָנצעפּטואַלע פֿראַגעס און ענטפֿערס וועגן דיפֿראַקציע גראַטינג:
1. פראגע: וואָס איז אַ דיפראַקציע גראַטינג?
ענטפער: א דיפראַקציע גראַטינג איז אַן אָפּטישער קאָמפּאָנענט מיט אַ פּעריִאָדישער סטרוקטור, וואָס שפּאַלט און דיפראַקטירט ליכט אין עטלעכע שטראַלן וואָס גייען אין פֿאַרשידענע ריכטונגען.
2. פראגע: ווי אזוי איז א דיפראקציע גראַטינג אַנדערש פון א טאָפּל שפּאַלט?
ענטפער: כאָטש ביידע פאַראורזאַכן דיפראַקציע, האט אַ גראַטינג פיל מער שפּאַלטן (אָדער ליניעס) פּער איינהייט לענג, וואָס פּראָדוצירט מער דיפראַקטירטע שטראַלן און קלאָרערע ספּעקטראַלע צעשיידונג.
3. פראגע: פארוואס זענען די ווייטן צווישן די גראט ליניעס קריטיש?
ענטפער: די אָפּשטאַנדן באַשטימען די ווינקלען אין וועלכע פֿאַרשידענע כוואַליעלענג פון ליכט ווערן דיפראַקטירט, דערמיט אַפעקטירנדיק די רעזאָלוציע און קלאַרקייט פון די פּראָדוצירטע ספּעקטרום.
4. פראגע: ווי איז דער דיפראַקציע ווינקל פארבונדן מיט דער כוואַליע לענג פון ליכט?
ענטפער: די באַציִונג ווערט געגעבן דורך דער גראַטינג גלייכונג: זינד, ווו איז די סדר פון דיפראַקציע, איז די כוואַליע-לענג, איז די גראַטינג ספּייסינג, און איז דער דיפראַקציע ווינקל.
6. פראגע: פארוואס זענען פארשידענע פארבן/וועללענגטן אנדערש ביי פארשידענע ווינקלען?
ענטפער: ווייל דער דיפראַקציע ווינקל ( ) איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו דער כוואַליע לענג ( ), לענגערע כוואַליעלענג (ווי רויט) דיפראַקטירן מער ווי קירצערע (ווי בלוי).
7. פראגע: ווי אזוי אַפעקטירט דאָס פֿאַרגרעסערן די צאָל שפּאַלטן (אָדער ליניעס) אין אַ דיפֿראַקציע גראַטינג דעם מוסטער?
ענטפער: פֿאַרגרעסערן די צאָל שפּאַלטן שאַרפֿט די דיפֿראַקציע מאַקסימום, פֿאַרבעסערנדיק די רעזאָלוציע פֿונעם ספּעקטרום.
8. פראגע: וואָס מיינט מען מיט דער אויפלעזנדיקער מאַכט פֿון אַ גראַטינג?
ענטפער: די אויפלעזנדיקע מאַכט איז די גראַטינג'ס פיייקייט צו אונטערשיידן צווישן צוויי נאָענט צעשפּרייטע כוואַליע לענגקטס. עס וואַקסט מיט מער ליניעס און העכערע דיפראַקציע אָרדערס.
9. פראגע: קען מען ניצן דיפראקציע גראַטינגס מיט אַנדערע טיפּן כוואַליעס אַחוץ ליכט?
ענטפער: יא, זיי קענען גענוצט ווערן מיט יעדן כוואַליע דערשיינונג, אַרייַנגערעכנט געזונט כוואַליעס און X-שטראַלן.
10. פראגע: ווי איז אַ טראַנסמיסיע גראַטינג אַנדערש פֿון אַ רעפלעקציע גראַטינג?
ענטפער: אין אַ טראַנסמיסיע גראַטינג, גייט ליכט דורך דעם גראַטינג מאַטעריאַל, כוועראַז אין אַ רעפלעקציע גראַטינג, ווערט ליכט רעפלעקטירט פון דער גראַטינג ייבערפלאַך.
11. פראגע: וואָס זענען געבלאַזענע גראַטינגז?
ענטפער: בלייזד גראַטינגס זענען רעפלעקציע גראַטינגס וואו די גרוווז זענען ווינקלד (אָדער בלייזד) צו דירעקטירן רובֿ פון די ענערגיע אין אַ ספּעציפיש דיפראַקשאַן סדר, אָפּטימיזינג עפעקטיווקייַט.
12. פראגע: פארוואס איז די גראָווע געדיכטקייט פון אַ גראַטינג (ליניעס פּער מם) באַטייַטיק?
ענטפער: די גרוב געדיכטקייט באַשטימט די גראַטינג ס דיספּערזשאַן און רעזאָלוציע. העכערע גרוב געדיכטקייטן פירן בכלל צו העכערע רעזאָלוציעס.
13. פראגע: ווי אזוי פּראָדוצירט אַ גראַטינג אַ ספּעקטרום?
ענטפער: ווען ווייס ליכט אינטעראַקטירט מיט אַ גראַטינג, דיפראַקטירט יעדע כוואַליע-לענג אין אַ באַזונדערן ווינקל, און פֿאַרשפּרייט זיי אויס אין דער ראַומישער געגנט צו פּראָדוצירן אַ ספּעקטרום.
14. פראגע: פארוואס קענען העכערע אָרדערס פון דיפראַקציע זיך איבערדעקן איינע מיט די אַנדערע?
ענטפער: פֿאַר פֿאַרשידענע כוואַליעלענגס, קענען העכערע אָרדערס ווערן רעפראַקטירט אין ווינקלען וואָס שטימען מיט נידעריקערע אָרדערס פון אַנדערע כוואַליעלענגס, וואָס פאַרשאַפן איבערלאַפּנדיקע ספּעקטראַ.
15. פראגע: קען מען ניצן אַ גראַטינג צו שטודירן נישט-זיכטיגע כוואַליעלענג?
ענטפער: יא, גראַטינגס קענען זיין דיזיינד פֿאַר פאַרשידענע טיילן פון די עלעקטראָמאַגנעטישע ספּעקטרום, אַרייַנגערעכנט אַלטראַווייאַליט און ינפראַרעד.
16. פראגע: וואָס ראָלע שפּילט גראַטינג מאַטעריאַל אין דיפראַקשאַן פּאַטערנז?
ענטפער: מאַטעריאַל אייגנשאַפטן קענען אַפעקטירן די עפעקטיווקייט פון פאַרשידענע דיפראַקציע אָרדערס און באַשטימען די כוואַליע-ברייט קייט פֿאַר וועלכע די גראַטינג איז אָפּטימיזירט.
17. פראגע: ווי ווערט אַ האָלאָגראַפֿישע דיפֿראַקציע גראַטינג פּראָדוצירט?
ענטפער: האָלאָגראַפֿישע גראַטינגס ווערן באשאפן ניצנדיק ינטערפיראַנס פּאַטערנז פֿון לאַזער ליכט, אַנשטאָט מעכאַניש הערשנדיקע גרוווז, וואָס רעזולטירט אין ווייניקער פֿאַרבלאָנדזשעט ליכט און העכערע ריינקייט ספּעקטראַ.
18. פראגע: פארוואס איז דער נול-ארדענונג מאקסימום געווענליך פיל העלער?
ענטפער: דער נול-ארדענונג מאקסימום קארעספאנדירט צו נישט-געדיפראקטירט ליכט. ווייל עס גייט נישט דורך אזויפיל פארשפרייטונג ווי דיפראקטירטע ארדענונגען, איז זיין אינטענסיטעט בכלל העכער.
19. פראגע: קענען גראַטינגז אַרבעטן מיט פּאָלאַריזירט ליכט?
ענטפער: יא, די דיפראַקציע עפעקטיווקייט און מוסטער קען ווערירן באזירט אויף דעם פּאָלאַריזאַציע צושטאַנד פון די אינצידענטע ליכט.
20. פראגע: פארוואס האבן גראַטינגס מעלות איבער פּריזמעס פאר ספּעקטראָסקאָפּיע?
ענטפער: גראַטינגס קענען פאָרשלאָגן בעסערע רעזאָלוציע, מער לינעאַרע פאַרשפּרייטונג פון כוואַליע לענגקטס, און זענען אָפט מער עפעקטיוו אין פאַרשפּרייטן ליכט איבערן ספּעקטרום קאַמפּערד צו פּריזמעס.
דיפראַקציע גראַטינגז זענען עסענציעל אין אָפּטישער פאָרשונג און אַפּליקאַציעס, ספּעציעל אין ספּעקטראָסקאָפּיע, אַלאַוינג אַ דיטיילד לערנען פון ליכט ס ספּעקטראַל קאָמפּאָנענטן.
