كيمياء

بصريات الموجة

بصريات الموجة



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أطياف مقضب

أطياف مقضب

حتى الآن ، اعتبرنا دائمًا الضوء أحادي اللون لتجاربنا الشبكية.

من شرط الحد الأقصى لتداخل k-order الرئيسي (جيالخطيئةα=كλ) نرى ، مع ذلك ، أن مواضع الحد الأقصى للتداخل على شاشة العرض تعتمد على الطول الموجي.

وبالتالي ، فإن أنماط التداخل الناتجة - ما يسمى بأطياف المقضب - تختلف عن اللون الأحمر (νأحمر=4,01014هرتز ) أو أرجواني (νالبنفسجي=7,01014هرتز) ضوء واضح في مواضع ومسافات الحد الأقصى للتداخل على الشاشة ، كما يمكن رؤيته بشكل تخطيطي في الشكل. نظرًا للهيكل الخطي للشبكة ، يمكن رؤية الحد الأقصى للتداخل كخطوط ممتدة رأسياً على الشاشة ، وبالتالي يُشار إليها أيضًا باسم الخطوط الطيفية.

يوضح الشكل أيضًا أن الترتيب الأول لانحراف الضوء البنفسجي يمكن رؤيته على الشاشة بزاوية أصغر من زاوية الضوء الأحمر. العكس تمامًا هو الصحيح بالنسبة للانكسار عند المنشور - هنا ينكسر البنفسج بقوة أكبر من الضوء الأحمر.

أحد الاستخدامات الهامة للشبكات هو تحديد الطول الموجي للضوء. سنناقش أولاً هذه الطريقة في حالة الضوء أحادي اللون.

أمر العمل

ضوء ليزر أحادي اللون بطول موجة غير معروف λ تقع على شبكة بكثافة خط تبلغ 50 خطًا لكل مليمتر. شاشة العرض المرتبطة على مسافةس=1.70م. يمكنك رؤية نمط الحيود على الشاشة في الصورة التالية.

المهمة: تحديد الطول الموجي λ من ضوء الحادث! استخدم المسطرة (التي لا تزال مرئية في الصورة) ، التي لها قسم ديسيمتر.

بعد الانتهاء من المهمة ، يمكنك عرض نموذج الحل بالنقر فوق "إظهار الحل".

من كثافة خط ن=50/مم الثابت الشبكي للشبكة يتبع: جي=1ن=150مم=2105م من الصورة التي نلتقطها ، على سبيل المثال ، مسافة حوالي للمسافات بين أوامر الحيود الرابعة د=0,435م . بالطبع ، لا يمكن قياس هذه القيمة إلا بهذه الدقة في إعداد الاختبار نفسه ولا يمكن التقاطها من الصورة تانα4=0,5دس=0,435م21,70م الآن يتبع الزاوية α4=7,29°، والذي يظهر أدناه الحد الأقصى للتداخل من الترتيب الرابع على الشاشة. شرط الزاوية التي عندها الترتيب الرابع للانعراج (أي ك=4) يظهر ، كما يلي: جيالخطيئةα4=كλ=4λ من هذا يمكننا الآن تحديد الطول الموجي مباشرة λ حدد: λ=جيالخطيئةα44=2105مالخطيئة(7,29°)4=634نانومتر تنحرف القيمة المستقبلة لدينا بأقل من 1٪ عن القيمة الفعلية لطول الموجة الموضح على الليزر λ0=633نانومتر بعيدا. ومع ذلك ، توضح لنا دراسة موجزة للخطأ حدود الخطأ الواردة في نتائجنا. إذا كانت دقة القياس لمسافة الشاشة هي س=±0,01م، بالإضافة إلى عدم دقة قياس المسافة بين أوامر الانعراج الرابعة د=0,0025م، نحصل على النتيجة: λ=(634±8)نانومتر يمكن أن يبدو الحل الأقصر كالتالي: VomDoppelspalt هي صيغة التقريب للمسافات د. الحد الأقصى معروف لبعضه البعض طالما أن الملاحظة تتم بزوايا صغيرة بدرجة كافية: د.λسجي يمكنك من الصورة 8د.=43,5سم قراءة ، والتي تلي على الفور: λ=د.جيس=0,435م82105م1,70م=640نانومتر

عرض الحل

إذا وقع ضوء غير أحادي اللون (يحتوي على العديد من الأطوال الموجية المختلفة) على محزوز ، فإن الخطوط الطيفية التي تنتمي إلى الأطوال الموجية الفردية تتداخل على الشاشة. يتم التمييز بين الأنواع المختلفة من الأطياف: الأطياف المستمرة والخطية والنطاقية.

  • تنبعث المشعات الحرارية مثل الشمس أو المصابيح الكهربائية أو مصابيح القوس الكربوني أطياف مستمرة. تحتوي هذه على فاصل تردد كامل ، في الحالات المذكورة لمصادر الضوء الأبيض حتى جميع الترددات المرئية (من البنفسجي إلى الأزرق والأخضر والأصفر إلى الأحمر). إذا تم استخدام شبكة للتحليل الطيفي للضوء الأبيض ، فإن الترتيب الثاني يتداخل (! ) أطياف فردية (من اللون الأرجواني إلى الأحمر) على الشاشة. للقيام بذلك ، انظر مرة أخرى إلى الشكل "الخطوط الطيفية للضوء الأحمر أو البنفسجي": يوضح هذا أن الترتيب الثالث لانحراف الضوء البنفسجي يتزامن بالفعل مكانيًا مع الترتيب الثاني لانحراف الضوء الأحمر ، أي الثاني والثالث تداخل الطيف مع بعضه البعض في الصورة الأولى من الصور التالية ، يمكنك أن ترى بشكل متماثل حول الحد الأقصى المركزي (الأبيض!) ، والذي تم حجبه عن طريق الورق ، وترتيب الانعراج الأول لطيف الضوء الأبيض المتوهج ، وعلى الحافة اليمنى الصورة بترتيب حيود ثانٍ أضعف.
  • لا تصدر أنابيب تفريغ الغازات النبيلة أو المصابيح الطيفية فترات تردد ، بل ترددات مختلفة منفصلة تميز الذرات المنبعثة. تسمى الأطياف المنفصلة الناتجة أطياف الخط لأنها تحتوي فقط على عدد قليل من الخطوط الطيفية المحددة بحدة. تُظهر الصورة التالية الطيف الخطي لمصباح طيفي الهيليوم.
  • نظرًا لمستويات الطاقة الملطخة في الجزيئات (في الذرات المعزولة ، تكون منفصلة) حول نقاط منفصلة معينة من الطيف (ما يسمى برؤوس الشريط) ، تُظهر الأطياف المنبعثة من الجزيئات المثارة مجموعات من الخطوط الطيفية التي تنتج انطباعًا مستمرًا هناك . تسمى هذه الأطياف أطياف النطاق.


فيديو: Lecture 4 - Interferance of light waves (أغسطس 2022).