Lysbølger 4

Efter modulet bør du kunne:

Forklare størrelserne i gitterligningen
Vise med et forsøg at blåt lys har bølgelængder omkring 400 nm, grønt lys omkring 500 nm og rødt lys omkring 700 nm.
Forklare hvilke sikkerhedsprocedure der gælder, når man laver forsøg med lasere
Bestemme tykkelsen af et hår

Lektie: Læs s. 218-220 i Basisfysik C

Dagens plan:

Introduktion til opstilling af forsøget og sikkerhed
Forsøg - gitterligningen
Dokumentation af forsøg
Overvej hvilken farve, der afbøjes mest
Og sammenhold jeres svar med figuren herunder
Hvilke farver/typer af hår er tykkest?

Forsøg 1 - Bekræft bølgelængden af jeres laserlys

Materialer:

Laser med en kendt bølgelængde (det står typisk på laseren)
Et optisk gitter
En lineal eller tommestok
Et papir og en blyant
Et stativ med holder til både gitter og laser

For at bekræfte laserens bølgelængde skal I igennem 3 trin.

Trin 1

Beregn gitterkonstanten for det gitter, I har valgt.

Aflæs antal spalter pr. mm på gitteren. Hvis der fx står 300 lines pr. mm, betyder det, at der er 300 linjer pr. mm i gitteret. Ergo må afstanden mellem hver spalte være

Bemærk det snedige trick med at gange med 1 mio. for at ændre enheden fra millimeter til nanometer.

Trin 2

Beregn afbøjningsvinklen for de ordner, som I kan se på papiret

Vælg enten en 1. ordensplet, 2. ordensplet eller 3. ordensplet. Hvis I har valgt 2. ordenspletten, er jeres orden n = 2.

Mål afstanden fra 0.ordenspletten til jeres valgte plet.

Hvis man skal regne vinkler i Maple, og ønsker at regne i grader, er det vigtigt, at man først loader Gym-pakken. Dernæst får man mulighed for at bruge den omvente (inverse) tangens funktion ved hjælp af kommandoen invTan.

Trin 3

Forsøg 2 - Mål tykkelsen af et hår

Forhåbentlig bekræftede I i forsøg 1, at producenten af laseren nok har ret. Altså at jeres beregnede bølgelængde ikke afviger særligt meget fra den, der står på laseren.

Derfor stoler vi nu at vi kender laserens bølgelængde!

I stedet for at anvende et gitter til at splitte lyset op i ordener, vil vi nu benytte et hår fra en person.

Da ét hår svarer til et gitter med én spalte, bliver mønsteret mere upræcist end i forsøg 1. (Se billedet til højre).

Men vi kan stadig beregne afbøjningsvinkler på samme måde som i Trin 2.

Når det er gjort kan gitterligningen anvendes igen.
Denne gang er det blot gitterkonstanten d der er ubekendt og den svarer til hårets tykkelse.

Diffraktionsmønster for rødt lys som rammer et menneskehår.

En laser, hvor et menneskehår er spændt stramt over laseråbningen med tape.

Page updated

Report abuse