Fysik

Gitterligningen

16. april 2009 af Friisi (Slettet)

Hej folks

Jeg skal fremlægge i fysik om bølger i morgen, og som udgangspunkt forstår jeg godt, hvad det handler om. Der er dog et par illustrationer jeg ikke helt har styr på, og derfor håber jeg at I kan hjælpe mig. 

1) I min bog er der følgende to illustrationer: http://peecee.dk/upload/view/118451 
Til illustrationerne er knyttet følgende billedtekst: "Bølgetoppe, som udgår fra de forskellige spalteåbninger, vil nemlig følges ad efter gitteret, som de gjorde det før ankomsten til gitteret (...) I den anden af de viste retninger kan vi også følge to bølgetoppe. Vi ved, at før de passerer gennem hver sin gitterspalte, er de i fase, dvs. deres bølgetoppe følges ad. Men efter passagen er de ikke mere i fase.

- Er disse to udsagn ikke selvmodsigende? Hvordan kan det være, at bølgerne på første illustration ikke bliver afbøjede, men på anden illustration gør?
- Hvorfor kommer der pludselig en streg ind øverst på 2. illustration? Hvad skal denne illustrere? 

2) Er centralpletten illustreret på denne illustration?: http://peecee.dk/upload/view/119541 Hvis ikke, hvor ville den så være - og hvorfor?
Er der konstruktiv interferens alle steder på illustrationen, hvor to bølger skærer hinanden, eller er der også destruktiv interferens nogle af stederne? Og i givet fald - hvor? 


På forhånd tak :)


Brugbart svar (0)

Svar #1
16. april 2009 af peter lind

Der er noget af lysbølgerne, der ikke bliver afbøjet og noget, der gør. Den første figur viser hvad der sker, for den del af lyset, som ikke bliver afbøjet. Den anden figur viser en afbøjet bølge af orden n. Det væsentlige er at retningen af fronten skal være sådan at fasen fra de forskellige åbninger i gitteret  passer sammen. Dette er ilustreret hved bølgelængden angivet som lambda på figuren. Deraf kan man så udlede mulige afbøjningsvinkler. Dette er sikkert forklaret meget bedre end jeg kan i din bog.


Svar #2
16. april 2009 af Friisi (Slettet)

 Hej Peter lind,

Tak for dit svar. Det hjalp bestemt på forståelsen :) Men det lys, der er illustreret på 1. illustration, som altså ikke bliver afbøjet, vil det så danne 0' orden? Og stregen på 2. illustration, er det blot for at vise, at det er spalten der sætter grænsen for, hvor afbøjningen vil finde sted? 


Brugbart svar (0)

Svar #3
16. april 2009 af peter lind

Du har ret i at den først figur viser 0'te orden. Det er afstanden mellem spalterne, der sætter grænserne for afbøjningen, og ja det er det den anden figur illustrerer.


Svar #4
16. april 2009 af Friisi (Slettet)

Tak igen. Det eneste jeg så stadig ikke forstår, er, hvorfor man så kun har én 0. orden, hvis der eksempelvis er 500 spalter i ens gitter? 0. orden opstår jo tilsyneladende lige midt mellem to spalter - så hvis der er mange spalter, burde er også være mange ordner? 


Svar #5
16. april 2009 af Friisi (Slettet)

 Måske kan jeg selv svare - er det ikke fordi den ligger i direkte forlængelse af den oprindelige bølge, der går gennem de mange spalter og derfor bliver til mange bølger? 


Brugbart svar (0)

Svar #6
16. april 2009 af peter lind

Den forstår jeg ikke.


Svar #7
16. april 2009 af Friisi (Slettet)

Jeg prøver at omformulere mig:
Når man iagttager modeller af et optisk gitter, vil man ofte se bølger, der bevæger sig imod en dobbeltspalte. Her bliver begynder bølgerne så at dele sig, således at der nu strømmer bølger ud fra to spalter.
0. orden befinder sig i netop det spor, hvor samtlige af bølgerne skærer hinanden. Endvidere er 0' orden i direkte forlængelse af det punkt, hvor den oprindelige bølge udgik fra (altså f.eks. i direkte forlængelse af en laser). 

Så var det blot, at jeg undrede mig over, hvorfor der så ikke er 0' orden mellem samtlige spalter, hvis man har et rigtig mange spalter i ens gitter. Og så var det så, at jeg konkludere, at det skyldtes, at 0' orden kun ligger i forlængelse af den oprindelige bølge (laseren). 

Giver det mening? Og har jeg ret, eller tager jeg fejl? 


Brugbart svar (0)

Svar #8
16. april 2009 af peter lind

Der er ikke 2 spalter; men mange spalter, som bølgerne bevæger sig imod. På figuren er der tegnet 3; men det er af praktiske grunde. Det er håbløst at tegne flere hundrede spalter. Du må forestille dig at du har et tykt strålebundt, der rammer spalterne.  Nogen af strålerne går lige igennem. Det er 0'te orden. Nogle andre bliver afbøjet.  Hvis du efter spalterne anbragt et stykke hvidt papir ville du se en lys stribe lige frem og symmetrisk på hver side af 0'te ordens linien en række lyse streger.


Svar #9
16. april 2009 af Friisi (Slettet)

Jeg er helt med på at modellen er simplificeret for overskuelighedens skyld. Men du siger netop selv det essentielle: "Du må forestille dig at du har et tykt strålebundt, der rammer spalterne. Nogen af strålerne går lige igennem. Det er 0'te orden."
Netop! Me hvis strålen bliver spaltet gennem f.eks. 400 spalter, burde der så ikke være 400 steder, der var 0. orden? Eller skyldes det, at gitterkonstanten er så lille, at de mange bølger, der går lige igennem, betragtes som et punkt? 


Svar #10
16. april 2009 af Friisi (Slettet)

 Og jeg er forøvrigt meget taknemlig for, at du er så hjælpsom :)


Brugbart svar (0)

Svar #11
16. april 2009 af peter lind

Du skal nok tænke lidt på vandbølger. Den vil i princippet give samme mønster. Du har et samlet bølgesystem, som interferer i spalterne.  Et bølgesystem, der bevæger sig lige frem og en række afbøjede bølger.


Skriv et svar til: Gitterligningen

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.