Beugungsgitter und Spektrometer Experimente

Wenn es nicht für das Beugungsgitter , ist es wahrscheinlich niemand wissen würde , dass die Materie aus Atomen. Die Wellenlänge des Lichts entspricht der Energie von der Quelle des Lichts. Ein Beugungsgitter trennt sich in seine einzelnen Wellenlängen leuchten , so kann man Licht durch ein Beugungsgitter stellt eine direkte Messung der Energie der Quelle , die das Licht erzeugt. Dieser Effekt stellten die Wissenschaftler ein Werkzeug, um die Energiestruktur der Materie zu untersuchen. Ein Spektrometer ist ein Instrument, ein Prisma oder, häufiger verwendet ein Beugungsgitter , um Licht von bestimmten Wellenlängen zu bestimmten Positionen in einem Detektor zu lenken. Wie Diffraction Works

Wenn zwei Lichtstrahlen aus der gleichen Quelle sind voneinander gespalten und dann zusammen brachte , sich gegenseitig stören sie . Dies bedeutet, dass das elektrische Feld addiert oder subtrahiert , eine Beleuchtungsstruktur , die eine helle und dunkle Muster zu erstellen , statt der einheitlichen Blob Licht Sie sehen würden, wenn die Quelle nicht geteilt wurde . Ein Beugungsgitter teilt einen Lichtstrahl in die Hunderte oder Tausende von unterschiedlichen Quellen . Diese Quellen beeinträchtigen. Da die Störung von der Wellenlänge abhängt , wo gelbes Licht , zum Beispiel , fügt einen hellen Fleck zu machen, werden die anderen Farben zu subtrahieren, um einen dunklen Fleck machen --- so nur gelb ist dort zu sehen . Jede Farbe bildet eine helle Stelle, wo die anderen Farben werden nicht gesehen.
Gebäude ein Spektrometer

Eine CD ist ein Beugungsgitter . Jeder der schmalen Rillen hat einen anderen Teil des Lichtstrahls , Teilen eines Strahls in mehrere Strahlen , dann rekombiniert sie . Sie können Ihre eigenen Spektrometer mit nur einem tortenförmigen Keilschnitt von einer CD zu machen. Sie können das Prinzip sehen, wenn Sie halten den Keil , so dass Sie die Hauptreflexion von einer Glühbirne in der glänzenden Oberfläche zu sehen, dann langsam kippen Sie den Keil in Ihre Richtung. Sie werden eine gestreckte Reflexion der Birne, die in verschiedenen Farben gestreckt sehen . Sie können Ihre eigenen Spektrometer mit einer CD und einem Karton zu bauen. Mehrere Pläne sind im Internet verfügbar . Das Spektrometer wird es leichter , um das Bild stabil zu halten , wenn Sie sich entscheiden, Ihre Bilder von Spektren zu nehmen.
Prüfung verschiedener Quellen

verschiedene Beleuchtungsquellen erzeugen Licht in unterschiedlicher Weise. Mit einem CD- Beugungsgitter oder Ihre hausgemachten Spektrometer , können Sie die Auswirkungen der unterschiedlichen Mechanismen sehen kann. Schauen Sie sich das Spektrum von einer Glühbirne und Sie werden einen kontinuierlichen Lichtband zu sehen , von rot auf Indigo. Versuchen Sie an dem Spektrum einer Leuchtstofflampe . Sie werden mehrere helle Farben, von der Dunkelheit getrennt bemerken. Sie können auch bei unterschiedlichen Straßenlaternen und sehen, was verschiedene Farben zu kombinieren, um ihr Licht zu machen. Wenn Sie möchten, um das Spektrum der Sonne suchen, schauen Sie nicht direkt in Ihrem Beugungsgitters. Stattdessen suchen Sie an der Ampel auf ein Stück weißes Papier projiziert.
Blick auf Absorption

Die Spektren Sie in den Experimenten des letzten Abschnitts sah das Ergebnis von Atome der Umwandlung von Energie in ihre Elektronen in Licht um. Wenn der Prozess geht in die andere Richtung , mit Atomen , Licht zu absorbieren und die Energie, indem ihre Elektronen statt , die als Lichtlinien , wird der Prozess als Banden der Dunkelheit gesehen . Sie können eine helle Lichtquelle in Ihrem Spektrometer zu schicken, dann einen durchsichtigen Behälter --- als " Küvette " --- in den Weg des Lichts. Geben Sie für dunkle Streifen im Spektrum , die zeigt, wo Ihre Probe Licht absorbiert .
Handels Spektrometer

Hand Unternehmen der gewerblichen Spektrometer sind jetzt verfügbar. Diese Geräte gehören ein Beugungsgitter und einer Detektor in einem praktischen Gehäuse , zusammen mit Elektronik und einen Stecker, können Sie die Daten direkt an den Computer senden . Diese Geräte machen es möglich, quantitative Messungen von Spektren zu machen. Zum Beispiel könnte man den Unterschied in den Spektren von einer 100 - Watt-Glühbirne und eine 15-Watt- Glühbirne Kühlschrank messen - . Oder die Differenz zwischen dem Abgas von Ihrem Auto und Motorrad