Dyfrakcja — siatka dyfrakcyjna

Dyfrakcja to uginanie się światła na przeszkodach lub szczelinach porównywalnych z długością fali. Siatka dyfrakcyjna (wiele równoległych szczelin) wykorzystuje dyfrakcję i interferencję do rozszczepienia światła na poszczególne barwy (długości fal). Służy do badania widm (spektroskopia) i precyzyjnego pomiaru długości fali.

Z $d\sin\theta = n\lambda$: $\sin\theta = \dfrac{n\lambda}{d} = \dfrac{1\cdot 0{,}5}{2} = 0{,}25$.

Prążek pierwszego rzędu powstaje pod kątem, dla którego $\sin\theta = 0{,}25$ (czyli $\theta \approx 14{,}5^\circ$).

Powierzchnia płyty CD ma gęsto rozmieszczone rowki, które działają jak siatka dyfrakcyjna. Padające światło białe ulega dyfrakcji i interferencji — poszczególne barwy (długości fal) uginają się pod różnymi kątami. Dlatego widzimy rozszczepione światło jako mieniące się barwy tęczy.

1. $d=\dfrac{10^{-3}\ \text{m}}{500}=2\cdot10^{-6}$ m.

Odpowiedź: $d=2\cdot10^{-6}$ m

1. 1. Polaryzacja dowodzi, że światło jest falą poprzeczną — prawda.
2. 2. Interferencja i dyfrakcja są dowodami falowej natury światła — prawda.
3. 3. Fale dźwiękowe w powietrzu można spolaryzować — fałsz, są podłużne.

Odpowiedź: PPF

1. $\sin\theta_1=\dfrac{\lambda}{d}=\dfrac{5\cdot10^{-7}}{2\cdot10^{-6}}=0{,}25 \Rightarrow \theta_1\approx14{,}48^\circ$.
2. Warunek $\sin\theta\le1$ daje $k\le\dfrac{d}{\lambda}=4$.
3. Widoczne są rzędy $k=1,2,3$ oraz $k=4$ (dla $k=4$ dokładnie $\sin\theta=1$ — teoretycznie na granicy).

Odpowiedź: $\theta_1\approx14{,}5^\circ$; $4$ rzędy po każdej stronie