Gitterinterferens: d·sinθ = nλ gir de lyse flekkene

Hva viser visualet?

Et optisk gitter er en tett rekke spalter. Hver spalte virker som en ny bølgekilde, og bølgene fra nabospaltene interfererer. Der de er i fase, forsterker de hverandre og gir en lys flekk; der de er i motfase, slukker de hverandre.

Betingelsen for en lys flekk er at veiforskjellen mellom nabospalter er et helt antall bølgelengder: d·sinθ = n·λ. Med 300 linjer per millimeter er spalteavstanden d = 1/300 mm = 3,33 µm. For en rød laser på 650 nm gir det sinθ₁ = 650/3333, altså θ₁ = 11,2°. Andre orden ligger på 23,0° og tredje på 35,8°.

Mønsteret er symmetrisk om midtflekken, der θ = 0 og veiforskjellen er null for alle bølgelengder. Et tettere gitter (mindre d) sprer flekkene lenger fra hverandre, fordi mindre d krever større sinθ for samme λ og n.

Slik leser du visualet

Merkene under står også i bildet.

1. 1. Hver spalte blir en kilde. Bølgene fra nabospaltene møtes med en veiforskjell.
2. 2. Symmetrisk om midten. Sterk flekk rett fram, svakere på hver side.
3. 3. Veiforskjell = nλ. Da er bølgene i fase, og flekken blir lys.

Nøkkelbegreper

• interferens
• optisk gitter
• gitterlikningen
• spalteavstand d
• veiforskjell
• orden n
• konstruktiv interferens

På prøve og muntlig-praktisk

Forsøksoppgaven: mål vinkelen til første orden, finn d = 1/(linjer per meter) og bruk λ = d·sinθ/n. Vanlige feil er å bruke tanθ i stedet for sinθ ved store vinkler, og å glemme å dele på ordenen n.

Kildegrunnlag

forsok-interferens.html (d·sinθ = nλ, gitter med 300 linjer/mm, d = 1/300 mm, rød laser rundt 650 nm, ordenstabellen n = 0, 1, 2); vinklene er regnet ut av gitterlikningen