Diffraksjonsgitter og Spectrometer Experiments

Hvis det ikke var for den diffraksjonsgitter, er det sannsynlig at ingen ville vite at saken er laget av atomer. Bølgelengden av lys tilsvarer energien til lyskilden. Et diffraksjonsgitter separerer lyset inn i dens enkelte bølgelengder, så setter lys gjennom et diffraksjonsgitter gir en direkte måling av energi i kilden som skapte lyset. Denne effekten ga forskere et verktøy for å undersøke den energi strukturen av materie. Et spektrometer er et instrument som bruker et prisme eller, mer vanlig, et diffraksjonsgitter, for å rette lys av visse bølgelengder på bestemte steder i en detektor.

Hvordan Diffraksjon Works

Når to lysstråler fra samme kilde er delt fra hverandre og deretter brakt sammen igjen, de forstyrrer hverandre. Dette innebærer at det elektriske felt legger til eller trekker fra for å skape en belysnings struktur som har en lys og mørk mønster, i stedet for jevn kvikksølvdråpe lys man vil se om kilden ikke var delt. Et diffraksjonsgitter deler av en lysstråle inn i hundrevis eller tusenvis av forskjellige kilder. Disse kildene forstyrre. Siden interferens avhenger av bølgelengden, hvor gult lys, for eksempel, bidrar til å gjøre et lyspunkt, vil de andre fargene trekke å foreta en mørk flekk --- så bare gul sees der. Hver farge danner et lyspunkt der de andre fargene ikke blir sett.

Bygge en Spectrometer

En CD er et diffraksjonsgitter. Hver av de smale spor reflekterer en annen del av strålen, å dele en stråle inn i mange bjelker, deretter rekombinere dem. Du kan lage din egen spektrometer med bare en pie-formet kile kutt fra en CD. Du kan se prinsippet hvis du holder kilen slik at du ser hoved refleksjon av en lyspære i den blanke overflaten, deretter sakte vippe kile mot deg. Du vil se en utrakt refleksjon av pære, strukket ut i forskjellige farger. Du kan bygge din egen spektrometer med en CD og en pappeske. Flere planer er tilgjengelig på internett. Spektrometeret vil gjøre det lettere å holde bildet stabilt hvis du bestemmer deg for å ta bilder av spektra.

Undersøke ulike kilder

Ulike belysning kilder produsere lys på forskjellige måter. Med en CD diffraksjonsgitter eller hjemmelaget spektrometer, kan du se effekten av sine ulike mekanismer. Se på spekteret av en lyspære, og du vil se et kontinuerlig bånd av lys, fra rødt til indigo. Prøv å se på spekteret for en fluorescerende lyskilde. Du vil merke flere lyse farger, adskilt av mørke. Du kan også se på ulike gatelys og se hva ulike farger sammen for å gjøre sitt lys. Hvis du ønsker å se på spekteret av solen, ikke se direkte på din diffraksjonsgitter. I stedet, se på lyset projisert på et stykke hvitt papir.

Ser på Absorpsjon

Spektrene du så i eksperimenter av den siste delen er et resultat av atomer konvertere energi i sine elektroner til lys. Når prosessen går den andre veien, med atomer absorbere lys og tilsette energi til sine elektroner, i stedet for å dukke opp som linjer av lys, blir prosessen sett som bånd av mørke. Du kan sende en sterk lyskilde i spektrometer, plasser deretter en klar beholder --- kalles en "skål" --- i veien for lyset. Se etter mørke bånd i spekteret, som viser hvor prøven absorberer lys.

kommersielle Spektrometre

Håndstore kommersielle spektrometre er nå tilgjengelig. Disse enhetene inkluderer diffraksjonsgitter og en detektor i en praktisk bolig, sammen med elektronikk og en kontakt som lar deg sende data direkte til datamaskinen. Disse anordninger gjør det mulig å gjøre kvantitative målinger av spektra. For eksempel kan du måle forskjellen i spektra av en 100-watts glødepære og en 15-watts kjøleskap pære - eller forskjellen mellom eksos fra bilen og motorsykkelen.