شنبه, 25 آذر 1396

به سـایـت هـیـجـان بـا نـور و لـیـزر خـوش آمـدیـد

بـخـش آزمـایـشـگـاه را حـتـما مـشـاهـده کـنـیـد

مـنـتـظـر نـظـرات شـمـا هـسـتـیـم

سوالات خود را از طریق بخش "از متخصص نور بپرس" ارسال کنید

اگر ایده ای دارید در بخش "کار های شما" می توانید برای ما ارسال کنید

 خــــوش آمـــــدیـــــــد 
عنکبوت هم میتواند رنگین کمان بسازد!...............................................................................پراش

 

 

استفاده از مطالب این سایت، بدون ذکر منبع، مجاز نمی باشد.

 

عنکبوت هم میتواند رنگین کمان بسازد!

بررسی ایجاد طیف از توری پراش

 

 

 

 

مقدمه:

شاید تا کنون تصویری شبیه عکس فوق و یا رنگ های زیبای روی یک سی دی را دیده باشید. درنگاه اول، شباهتی که میان تار عنکبوت و یک سی دی میتوان یافت، شیارهای باریکی است که بطور منظم سطح آن دو را پوشانده اند. از توری پنجره گرفته تا یک چای صاف کن، هرساختاری که ازآرایه منظمی با شیارهای موازی تشکیل شده باشد، قادر خواهد بود بر اساس پدیده پراش، این طیف رنگی را ایجاد کند ومیتوانیم آنرا توری پراش بنامیم. وقتی یک توری را که شیارهای منظمی دارد، در مسیر پرتو نور قرار میدهیم، امواج نورطی عبور از توری (یا بازتاب از توری بازتابی مثل سی دی) پراشیده شده و طرحی حاصل از پراش تمامی شیارها ایجاد خواهد شد که به فاصله شیارها و طول موج نور (یا همان رنگ نور) تابشی بستگی دارد. هر چه ساختار توری ریزتر و شیارها به هم نزدیکتر باشند، طرح پراش گسترده تر و پخش تر خواهد بود. در توری های با فاصله شیار زیاد مثل توری پرده، نقش پراش آنقدر فشرده می شود که نمی توان انتظار داشت طیف را از هم جدا کند و تمام رنگها روی هم قرار می گیرند.

این پدیده جالب که بطور روزمره در سی دی ها، برچسب های هولوگرام، برخی توری ها و پارچه ها و حتی بال بعضی از پرندگان شاهد آن هستیم، اساس کار قطعات اپتیکی متعددی است که در صنعت کاربرد فراوانی دارند.

حال میتوانیم بگوییم به دلیل ساختار ریز تراک های روی سی دی است که نور تابیده شده به آن، پراشیده شده وطیف رنگی ایجاد می شود. بعبارت دیگرسی دی هم نوعی توری پراش بازتابی است.

 

 

 

 

توری پراش عبوری نیزازتعداد زیادی نوارهای موازی با فاصله کم تشکیل شده که این نوارها ممکن است تاریک وروشن و یا اینکه با ضخامت یا ضریب شکست کم و زیاد باشند. انحراف مسیر نور، تشکیل تصاویر متعدد از شکاف و تجزیه نور به طول موج های آن از جمله ویژگیهای پرکاربرد توری پراش است.


هدف:

هدف ازاین آزمایش، آشنایی با توری پراش به عنوان یکی از ادوات اپتیکی است که می تواند مسیر نور را منحرف کرده و یا رنگهای مختلف طیف را جدا کند. خواهیم دید که میزان این انحراف بستگی به طول موج نور (یا همان رنگ نور) دارد به همین دلیل باعث می شود رنگهای مختلف به میزان متفاوتی منحرف شده و در نتیجه طیف رنگین کمانی دیده شود. از طرف دیگر این انحراف به فاصله شیارها از یکدیگر نیز بستگی دارد بطوریکه هرچه فاصله شیارها از یکدیگر، کمتر باشد میزان انحراف یا همان زاویه پراش بیشتر می شود. اگر فاصله شیارها زیاد باشد (مثلا درحدود میلیمتر)، انحراف پرتوها ناچیز بوده و تمام رنگها روی یکدیگر قرار میگیرند ودرنتیجه طیف دیده نخواهد شد.


چه می خواهیم انجام دهیم و به چی نیاز داریم:

قصد داریم دراین آزمایش ایجاد طیف توسط توری پراش و اثر فاصله شیارهای توری و طول موج نور تابشی به توری را روی این طیف بررسی میکنیم.

برای انجام این آزمایش به اقلام زیر نیاز داریم:

- توری پراش روی پایه مناسب (مانند یک سی دی یا توری عبوری) که توری بهتر است با فاصله شیارهای مختلف باشد تا بتوان اثر تغییر آنرا مشاهده کرد.

- منبع نور که البته برای بررسی دقیقتر بهتر است دو منبع نور رنگی و یک نور سفید روی پایه مناسب باشد.

- و پرده ای برای مشاهده.


آزمایش :

- ابتدا منبع نور سفید را روشن کنید. سپس توری را مقابل آن قرار دهید.

- با تنظیم فاصله توری و منبع و نیز تغییر زاویه دید خود، طیف رنگی تشکیل شده را مشاهده خواهید کرد. طیف را بررسی کنید.


 

 

 

 

 

 

در صورتیکه طیف گسترده تر باشد، با قرار دادن یک کاغذ میلیمتری زیر توری و منبع نور، می توان زاویه انحراف (خروج) هر رنگ را تخمین زد.

- توری را عوض کرده و با توجه به طیف ایجاد شده، فاصله شیارهای دو توری را مقایسه کنید.

- در این مرحله، بجای نور سفید از ال ای دی یا لامپ رنگی استفاده کنید. چه تغییری در طیف مشاهده میکنید؟

طبعا طیف کامل دیده نمی شود و فقط محدوده رنگ نور منبع را در بر خواهد گرفت.

اگر بجای لامپ که شامل رنگهای مختلف است، از لیزر که فقط یک رنگ (طول موج) دارد استفاده کنیم، پراش نور فقط درهمان رنگ دیده می شود.


 

 

 

 

· در تصویر فوق، دو لکه دیگری که روی پرده تشکیل شده، مربوط به مرتبه اول پراش هستند. در آزمایش دیگری به بررسی پراش نور لیزر از توری پراش خواهیم پرداخت.


برای انجام علمی تر آزمایش و افزایش دقت این روشها به شما کمک می کند:


- تکنیک موازی کردن پرتو نور لیزر با سطح میز.

- تکنیک اندازه گیری زاویه با استفاده از کاغذ میلیمتری.


آزمایش (پیشرفته تر):


- می توانید از یک شیار باریک برای محدود کردن زاویه منبع نور استفاده کنید. با این کار شما یکی از ساده ترین طیف نما ها را ساخته اید.

· در آزمایش دیگری به بررسی و کار با طیف نما خواهیم پرداخت.


به چه کار می آید:


توری پراش کاربردهای مختلفی دارد ولی وقتی که ایجاد طیف مورد نظر باشد مهمترین کاربرد آن قرار گرفتن به جای منشور در طبف نماها و طیف سنجها است.

فکر می کنید توری پراش برای ایجاد طیف بهتر است یا منشور؟ دقت کنید اغلب طیف نماهای فعلی بر خلاف گذشته با توری کار می کنند. می توانید درباره محاسن و معایب توری برای ایجاد طیف نسبت به منشور فکر کنید.


سؤال، پیشنهاد و نکته:


- فکر می کنید این همه خط باریک چطور ایجاد می شود.

- وقتی که شیارها ریزتر شوند طیف پهن تر می شود. آیا این رابطه را جای دیگر نیز دیده اید؟

- فکر می کنید چرا نور سفید، سفید دیده می شود.

- درباره تفاوت توری عبوری و بازتابی چه فکر می کنید؟


آزمایشهای مرتبط:

 

 

آب چه تاثیری بر طرح پراش یک توری دارد؟ 

 

 

چگونه میتوان فاصله شیارهای توری پراش را اندازه گرفت؟ 

 

 

آیا سایه نور از یک جسم، مرز دقیقی   دارد؟ 

 


بیشتر بدانید:


پراش- طیف نمایی- توری پراش

 

 

 

 

بازگشت


Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info| Info