Reticolo di diffrazione e spettrometro esperimenti

Reticolo di diffrazione e spettrometro esperimenti

Se non fosse per il reticolo di diffrazione, è probabile che nessuno avrebbe saputo che la materia è fatta di atomi. La lunghezza d'onda della luce corrisponde all'energia della sorgente della luce. Un reticolo di diffrazione separa la luce nelle sue lunghezze d'onda separata, quindi mettere la luce attraverso un reticolo di diffrazione fornisce una misura diretta dell'energia nell'origine che ha creato la luce. Questo effetto fornì agli scienziati uno strumento per esaminare la struttura di energia della materia. Uno spettrometro è uno strumento che utilizza un prisma o, più comunemente, un reticolo di diffrazione, a luce diretta di determinate lunghezze d'onda a posizioni specifiche in un rivelatore.

Come funziona la diffrazione

Quando due fasci di luce dalla stessa fonte sono divisi gli uni dagli altri e poi ricondotti insieme, interferiscono con a vicenda. Ciò significa che il campo elettrico aggiunge o sottrae per creare una struttura di illuminazione con un modello chiaro e scuro, invece il blob uniforme della luce si vedrebbe se la fonte non era diviso. Un reticolo di diffrazione si divide un raggio di luce in centinaia o migliaia di fonti separate. Tali origini interferiscano. Poiché l'interferenza dipende dalla lunghezza d'onda, dove la luce gialla, ad esempio, aggiunge per rendere un punto luminoso, gli altri colori sottrarrà per rendere un oscuro spot---modo unico giallo è visto lì. Ogni colore forma un punto luminoso dove gli altri colori non sono visibili.

Costruzione di uno spettrometro

Un compact disc è un reticolo di diffrazione. Ciascuna delle scanalature strette riflette una parte diversa del fascio, spaccare un fascio in molti raggi, poi loro ricombinazione. È possibile rendere il proprio spettrometro con appena un cuneo a forma di torta tagliato da un compact disc. Si può vedere il principio se si tiene il cuneo, così si vede il riflesso principale di una lampadina nella superficie lucida, quindi inclinare lentamente il cuneo verso di voi. Vedrete una riflessione di versioni ingrandite del bulbo, stesa in diversi colori. Si può costruire il proprio spettrometro con un CD e una scatola di cartone. Diversi programmi sono disponibili su Internet. Lo spettrometro renderà più facile per mantenere l'immagine stabile se si decide di prendere le immagini del tuo spettri.

Esaminando le diverse fonti

Fonti di illuminazione differenti producono luce in modi diversi. Con un reticolo di diffrazione di CD o il tuo spettrometro fatti in casa, si possono vedere gli effetti dei loro meccanismi differenti. Guarda lo spettro di una lampadina ad incandescenza e vedrete un nastro continuo di luce, dal rosso all'indaco. Prova a guardare lo spettro di una lampadina fluorescente. Si noterà diversi colori vivaci, separati da tenebre. Si può anche guardare diversi lampioni e vedere che cosa combinano i diversi colori per rendere la loro luce. Se si desidera guardare lo spettro del sole, non guardare direttamente il reticolo di diffrazione. Invece di guardare la luce proiettata su un pezzo di carta bianca.

Guardando la pagina di assorbimento

Gli spettri che hai visto negli esperimenti dell'ultima sezione sono il risultato di convertire l'energia in loro elettroni in luce gli atomi. Quando il processo va nella direzione opposta, con gli atomi assorbono luce e aggiungendo l'energia a loro elettroni, invece di presentarsi come linee di luce, il processo è visto come bande delle tenebre. È possibile inviare una sorgente luminosa nel tuo spettrometro, quindi posizionare un contenitore chiaro---chiamato una "cuvette"---nel percorso della luce. Look per bande scure nello spettro, mostrando dove il vostro campione assorbe la luce.

Spettrometri commerciali

Mano di dimensioni commerciali spettrometri sono ora disponibili. Questi dispositivi includono un reticolo di diffrazione e un rivelatore in un alloggiamento comodo, insieme a elettronica e un connettore che vi permetterà di inviare i dati direttamente al computer. Questi dispositivi rendono possibile effettuare misurazioni quantitative degli spettri. Ad esempio, si potrebbe misurare la differenza negli spettri di una lampadina a incandescenza da 100 watt e una lampadina da 15 watt frigorifero..--o la differenza tra il tubo di scarico dalla vostra auto e la tua moto.