Інформація для вчителів
Застосування
Дифракція на ґратці - важливий інструмент у розумінні найдрібніших структур. До них належать, наприклад, кристалічні структури, про точне розташування яких можна виснувати з їхніх дифракційних картин. Цей дослід слугує можливим переходом від одинарної щілини до ґратки і дає перші уявлення про зв'язки між просторовою структурою і створеною нею дифракційною картиною.
Схема досліду
Інша інформація для вчителів (1/2)
Попередні знання
Учні мають бути обізнані з дифракцією на одинарній щілині.
Принцип
Дифракційні картини окремих щілин інтерферують між собою і, залежно від розташування, створюють різні дифракційні картини.
Інша інформація для вчителів (2/2)
Навчальна мета
Учні мають навчитися робити з інтерференційних картин висновки про вихідні структури.
Завдання
- Дослідження та опис дифракційної фігури
- Порівняння з дійсним розташуванням окремих щілин
- Визначення відстаней між лініями окремих щілин
Інформація для учнів
Мотивація
Як у науці, так і в промисловості точне знання кристалічних структур особливо важливе, щоб дістати саме ті властивості матеріалу, яких хочуть. Для дослідження кристалічних структур використовують дифракційні картини, створені кристалом. Оскільки просторова структура створює характерну дифракційну картину, з неї можна виснувати про структуру досліджуваного матеріалу.
Цей дослід має дати перші уявлення про ці зв'язки.
Дифракційна структура кристала
Обладнання
| Позиція | Обладнання | Артикул | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Світлодіод - червоний, з послідовним резистором і гніздами 4 мм, на платі-носії | 09852-20 | 1 |
| 2 | Ковзна опора без кутової шкали | 09851-02 | 1 |
| 3 | Тримач діафрагм, накидний | 11604-09 | 1 |
| 4 | Лінза на ковзній опорі, f = +50 мм | 09820-01 | 1 |
| 5 | Дифракційні об'єкти за Коппельманом, у слайдовій рамці без скла | 09851-15 | 1 |
| 6 | Рулетка, l=2 м | 09936-00 | 1 |
| 7 | PHYWE Джерело живлення пост. струм: 0...12 В, 2 A / змін. струм: 6 В, 12 В, 5 A | 13506-93 | 1 |
Складання
- Закріпи світлодіод за допомогою тримача діафрагм на ковзній опорі й постав її. Іншого штативного приладдя для цього досліду не потрібно.
- Під'єднай світлодіод до джерела напруги. Зваж при цьому на правильну полярність і встанови на блоці живлення 6 В.
Закріплення світлодіода
Під'єднати світлодіод
Налаштування блока живлення
Виконання (1/3)
- Тримай на відстані 3 - 4 м слайд із фігурами Коппельмана безпосередньо перед своїм оком і роздивись різні дифракційні фігури, коли дивишся на світлодіод.
- Запиши до кожного зображення на слайді відповідну дифракційну фігуру разом із невеликим ескізом. Опиши кожну дифракційну фігуру коротко своїми словами.
Виконання (2/3)
- Використай лінзу як лупу і уважно роздивись фігури на слайді - намалюй ці фігури поряд із дифракційними фігурами, які ти записав на попередньому кроці.
Виконання (3/3)
- Визнач для прикладу відстань між лініями другої фігури справа в нижньому ряду. Постав для цього поряд зі світлодіодом велику шкільну лінійку і відійди приблизно на 8-10 метрів. Змінюй свою відстань, доки інтерференційний максимум не опиниться на добре зчитуваній позиції на лінійці, і запиши свою відстань до світлодіода як l, а відстань максимуму до середини як a.
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Питання
Завдання 3
Визнач відстань між лініями ґратки g.
Скористайся для цього рівняннями із завдання 2.
0: g:
g = m