Kisi difraksi– perangkat optik yang merupakan koleksi jumlah besar celah yang sejajar, biasanya dengan jarak yang sama. Kisi difraksi dapat diperoleh dengan menerapkan goresan buram (striasi) pada pelat kaca. Tempat yang tidak tergores - retakan - akan membiarkan cahaya masuk, sedangkan guratan akan menyebar dan tidak membiarkan cahaya masuk (Gbr. 3).
Beras. 3. Penampang kisi difraksi (a) dan representasi grafisnya (b)
Untuk menurunkan rumusnya, perhatikan kisi difraksi pada kondisi datangnya cahaya tegak lurus (Gbr. 4). Mari kita pilih dua sinar sejajar yang melalui dua celah dan arahnya membentuk sudut φ terhadap garis normal.
Dengan bantuan lensa pengumpul (mata), kedua sinar ini akan jatuh pada satu titik bidang fokus P dan hasil interferensinya akan bergantung pada beda fasa atau beda lintasannya. Jika lensa tegak lurus sinar, maka beda lintasan ditentukan oleh ruas BC, dimana AC tegak lurus sinar A dan B. Pada segitiga ABC kita mempunyai: AB = a + b = d - periode sinar kisi, BAC = φ, sebagai sudut yang sisi-sisinya saling tegak lurus.
Dari rumus (8) dan (9) kita peroleh rumus kisi difraksi:
|
|
Beras. 4. Difraksi cahaya oleh kisi difraksi
Itu. kedudukan garis cahaya pada spektrum difraksi tidak bergantung pada bahan kisi, tetapi ditentukan oleh periode kisi, yaitu sama dengan jumlah lebar celah dan jarak antar celah.
Resolusi kisi difraksi.
Jika cahaya yang datang pada kisi difraksi bersifat polikromatik, mis. terdiri dari beberapa panjang gelombang, maka dalam spektrum maksimum individu akan berada pada sudut yang berbeda. Resolusinya dapat dikarakterisasi dispersi sudut:
Akibatnya, semakin besar orde spektral k, semakin besar pula dispersi sudutnya.
II. Hasil karya siswa pada saat pembelajaran praktek.
Latihan 1.
Dapatkan izin untuk mengambil kelas. Untuk melakukan ini, Anda perlu:
- punya catatan buku kerja, memuat judul karya, konsep dasar teori topik yang dipelajari, tujuan percobaan, tabel berdasarkan sampel untuk memasukkan hasil percobaan;
– berhasil melewati kendali sesuai dengan metodologi eksperimental;
– mendapatkan izin dari guru untuk melakukan bagian percobaan pekerjaan.
Tugas 2.
Melaksanakan pekerjaan laboratorium, mendiskusikan hasil yang diperoleh, menulis catatan.
Perangkat dan aksesori
|
|
|
Beras. 5 Diagram instalasi |
1. Kisi difraksi.
2. Sumber cahaya.
4. Penguasa.
Di dalam Pekerjaan laboratorium Diusulkan untuk menentukan panjang gelombang warna merah dan hijau, yang diperoleh ketika cahaya melewati kisi difraksi. Dalam hal ini, spektrum difraksi diamati di layar. Kisi difraksi terdiri dari sejumlah besar celah paralel, sangat kecil dibandingkan dengan panjang gelombang. Celah tersebut memungkinkan cahaya untuk melewatinya, sedangkan ruang di antara celah tersebut buram. Total celah – N, dengan jarak antara pusatnya – d. Rumus kisi difraksi:
dimana d adalah periode kisi; sin φ – sinus sudut deviasi dari rambat cahaya bujursangkar; k – pesanan maksimum; λ – panjang gelombang cahaya.
Pengaturan eksperimental terdiri dari kisi difraksi, sumber cahaya dan layar bergerak dengan penggaris. Spektrum difraksi diamati pada layar (Gbr. 5).
Jarak L dari kisi difraksi ke layar dapat diubah dengan menggerakkan layar. Jarak dari pusat sinar cahaya ke garis spektrum yang terpisah l. Pada sudut kecil φ.
Kisi difraksi
Kisi difraksi reflektif yang sangat besar.
Kisi difraksi - perangkat optik yang beroperasi berdasarkan prinsip difraksi cahaya, adalah kumpulan sejumlah besar goresan (celah, tonjolan) dengan jarak teratur yang diterapkan pada permukaan tertentu. Deskripsi pertama tentang fenomena tersebut dibuat oleh James Gregory, yang menggunakan bulu burung sebagai kisi-kisi.
Jenis kisi-kisi
- Reflektif: Goresan diterapkan pada permukaan cermin (logam), dan pengamatan dilakukan pada cahaya yang dipantulkan
- Transparan: Goresan diterapkan pada permukaan transparan (atau dipotong dalam bentuk celah pada layar buram), pengamatan dilakukan dalam cahaya yang ditransmisikan.
Deskripsi fenomena tersebut
Seperti inilah penampakan cahaya dari senter pijar ketika melewati kisi difraksi transparan. Nol maksimum ( M=0) sesuai dengan cahaya yang melewati kisi tanpa penyimpangan. Karena dispersi kisi pada bagian pertama ( M=±1) secara maksimal, seseorang dapat mengamati penguraian cahaya menjadi suatu spektrum. Sudut defleksi meningkat dengan meningkatnya panjang gelombang (dari ungu menjadi merah)
Bagian depan gelombang cahaya dibagi oleh kisi-kisi menjadi berkas cahaya koheren yang terpisah. Berkas-berkas ini mengalami difraksi oleh garis-garis dan saling berinterferensi. Karena setiap panjang gelombang memiliki sudut difraksinya sendiri, cahaya putih terurai menjadi suatu spektrum.
Rumus
Jarak yang dilalui garis-garis pada kisi disebut periode kisi difraksi. Ditunjuk melalui surat D.
Jika jumlah pukulan diketahui ( N), per 1 mm kisi, maka periode kisi dicari dengan rumus: 0,001 / N
Rumus kisi difraksi:
D- periode kisi, α - sudut maksimum warna tertentu, k- urutan maksimum, λ - panjang gelombang.Karakteristik
Salah satu ciri kisi difraksi adalah dispersi sudut. Mari kita asumsikan bahwa suatu orde maksimum diamati pada sudut φ untuk panjang gelombang λ dan pada sudut φ+Δφ untuk panjang gelombang λ+Δλ. Dispersi sudut kisi disebut rasio D=Δφ/Δλ. Ekspresi D dapat diperoleh dengan membedakan rumus kisi difraksi
Jadi, dispersi sudut meningkat seiring dengan berkurangnya periode kisi D dan meningkatkan tatanan spektrum k.
Manufaktur
Kisi-kisi yang baik memerlukan ketelitian pembuatan yang sangat tinggi. Jika setidaknya satu dari banyak slot ditempatkan dengan kesalahan, kisi-kisinya akan rusak. Mesin untuk membuat kisi-kisi dibangun dengan kuat dan dalam pada fondasi khusus. Sebelum memulai produksi kisi-kisi yang sebenarnya, mesin bekerja selama 5-20 jam Pemalasan untuk menstabilkan semua node-nya. Pemotongan kisi-kisi berlangsung hingga 7 hari, meskipun waktu pukulannya 2-3 detik.
Aplikasi
Kisi difraksi digunakan dalam instrumen spektral, juga sebagai sensor optik perpindahan linier dan sudut (mengukur kisi difraksi), polarizer dan filter radiasi infra merah, pemecah sinar dalam interferometer dan apa yang disebut kacamata “anti-silau”.
literatur
- Sivukhin D.V. Kursus fisika umum. - Edisi ke-3, stereotip. - M.: Fizmatlit, MIPT, 2002. - T.IV. Optik. - 792 hal. - ISBN 5-9221-0228-1
- Tarasov K.I., Perangkat spektral, 1968
Lihat juga
- Optik Fourier
Yayasan Wikimedia. 2010.
Lihat apa itu "Kisi difraksi" di kamus lain:
Perangkat optik; keseluruhan jumlah besar celah paralel pada layar buram atau strip cermin reflektif (garis), dengan jarak yang sama satu sama lain, di mana terjadi difraksi cahaya. Kisi difraksi terurai... ... Kamus Ensiklopedis Besar
GRATING DIFRAKSI, pelat yang diberi garis sejajar pada jarak yang sama satu sama lain (hingga 1500 per 1 mm), yang berfungsi untuk memperoleh SPECTRA selama DIFRAKSI cahaya. Kisi-kisi transmisi transparan dan dilapisi... ... Kamus ensiklopedis ilmiah dan teknis
kisi difraksi- Permukaan cermin dengan garis paralel mikroskopis diterapkan padanya, perangkat yang memisahkan (seperti prisma) cahaya yang datang ke dalamnya menjadi warna komponen spektrum tampak. Topik teknologi Informasi V …
kisi difraksi- difrakcinė gardelė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Optinis periodinės sandaros įtaisas difrakciniams spektrams gauti. atitikmenys: bahasa inggris. kisi difraksi vok. Beugungsgitter, n; Pengaduk difraksi, dan rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
Perangkat optik, kumpulan sejumlah besar celah paralel pada layar buram atau guratan cermin reflektif (strip), dengan jarak yang sama satu sama lain, tempat terjadinya difraksi cahaya. D.R. menguraikan cahaya yang jatuh padanya menjadi... ... Kamus Astronomi
kisi difraksi (dalam jalur komunikasi optik)- kisi difraksi Elemen optik dengan struktur periodik yang memantulkan (atau mentransmisikan) cahaya di bawah satu atau lebih sudut yang berbeda, tergantung pada panjang gelombangnya. Dasarnya terdiri dari perubahan indikator yang berulang secara berkala... ... Panduan Penerjemah Teknis
kisi difraksi spektral cekung- Kisi difraksi spektral dibuat pada permukaan optik cekung. Catatan Kisi difraksi spektral cekung tersedia dalam tipe bola dan asferis. [GOST 27176 86] Topik: optik, instrumen optik dan pengukuran... Panduan Penerjemah Teknis
kisi difraksi spektral hologram- Kisi difraksi spektral, dibuat dengan merekam pola interferensi dari dua atau lebih sinar koheren pada bahan peka radiasi. [GOST 27176 86] Topik: optik, instrumen optik dan pengukuran... Panduan Penerjemah Teknis
Kisi difraksi
Kisi difraksi reflektif yang sangat besar.
Kisi difraksi- perangkat optik yang beroperasi berdasarkan prinsip difraksi cahaya, adalah kumpulan sejumlah besar goresan (celah, tonjolan) dengan jarak teratur yang diterapkan pada permukaan tertentu. Deskripsi pertama tentang fenomena tersebut dibuat oleh James Gregory, yang menggunakan bulu burung sebagai kisi-kisi.
Jenis kisi-kisi
- Reflektif: Goresan diterapkan pada permukaan cermin (logam), dan pengamatan dilakukan pada cahaya yang dipantulkan
- Transparan: Goresan diterapkan pada permukaan transparan (atau dipotong dalam bentuk celah pada layar buram), pengamatan dilakukan dalam cahaya yang ditransmisikan.
Deskripsi fenomena tersebut
Seperti inilah penampakan cahaya dari senter pijar ketika melewati kisi difraksi transparan. Nol maksimum ( M=0) sesuai dengan cahaya yang melewati kisi tanpa penyimpangan. Karena dispersi kisi pada bagian pertama ( M=±1) secara maksimal, seseorang dapat mengamati penguraian cahaya menjadi suatu spektrum. Sudut defleksi meningkat seiring dengan panjang gelombang (dari ungu ke merah)
Bagian depan gelombang cahaya dibagi oleh kisi-kisi menjadi berkas cahaya koheren yang terpisah. Berkas-berkas ini mengalami difraksi oleh garis-garis dan saling berinterferensi. Sejak panjang yang berbeda Karena gelombang interferensi berada pada sudut yang berbeda (ditentukan oleh perbedaan jalur sinar interferensi), cahaya putih didekomposisi menjadi suatu spektrum.
Rumus
Jarak yang dilalui garis-garis pada kisi disebut periode kisi difraksi. Ditunjuk melalui surat D.
Jika banyaknya garis () per 1 mm kisi diketahui, maka periode kisi dicari dengan rumus: mm.
Kondisi maksimum interferensi kisi difraksi yang diamati pada sudut tertentu berbentuk:
- periode kisi, - sudut maksimum suatu warna tertentu, - urutan maksimum, yaitu nomor seri maksimum, diukur dari pusat gambar, adalah panjang gelombang.Jika cahaya mengenai kisi-kisi secara miring, maka:
Karakteristik
Salah satu ciri kisi difraksi adalah dispersi sudut. Mari kita asumsikan bahwa suatu orde maksimum diamati pada sudut φ untuk panjang gelombang λ dan pada sudut φ+Δφ untuk panjang gelombang λ+Δλ. Dispersi sudut kisi disebut rasio D=Δφ/Δλ. Ekspresi D dapat diperoleh dengan membedakan rumus kisi difraksi
Jadi, dispersi sudut meningkat seiring dengan berkurangnya periode kisi D dan meningkatkan tatanan spektrum k.
Manufaktur
Kisi-kisi yang baik memerlukan ketelitian pembuatan yang sangat tinggi. Jika setidaknya satu dari banyak slot ditempatkan dengan kesalahan, kisi-kisinya akan rusak. Mesin untuk membuat kisi-kisi dibangun dengan kuat dan dalam pada fondasi khusus. Sebelum memulai produksi kisi-kisi yang sebenarnya, mesin bekerja selama 5-20 jam dengan kecepatan idle untuk menstabilkan semua komponennya. Pemotongan kisi-kisi berlangsung hingga 7 hari, meskipun waktu pukulannya 2-3 detik.
Aplikasi
Kisi difraksi digunakan dalam instrumen spektral, juga sebagai sensor optik perpindahan linier dan sudut (mengukur kisi difraksi), polarizer dan filter radiasi infra merah, pemisah berkas dalam interferometer dan apa yang disebut kacamata “anti-silau”.
Contoh
Pelangi dalam CD
Salah satu contoh kisi difraksi reflektif yang paling sederhana dan umum dalam kehidupan sehari-hari adalah CD atau DVD. Pada permukaan CD terdapat track berbentuk spiral dengan jarak antar putaran 1,6 mikron. Kira-kira sepertiga dari lebar (0,5 µm) lintasan ini ditempati oleh suatu ceruk (ini adalah data yang terekam), yang menyebarkan cahaya yang datang ke lintasan tersebut, dan kira-kira dua pertiga (1,1 µm) merupakan substrat tak tersentuh yang memantulkan cahaya. lampu. Jadi, CD adalah kisi difraksi reflektif dengan periode 1,6 mikron.
Lihat juga
- Optik Fourier
- Kisi optik
literatur
- Sivukhin D.V. Kursus fisika umum. - M.. - T.IV. Optik.
- Tarasov K.I., Perangkat spektral, 1968
 |
Yayasan Wikimedia. 2010.
- Ekonomi Polandia
- Ekonomi Selandia Baru
Lihat apa itu “Kisi difraksi” di kamus lain:
Kisi difraksi- Kisi difraksi. Skema pembentukan spektrum menggunakan kisi difraksi transparan yang terdiri dari celah: d periode kisi; a adalah sudut datang sinar pada kisi; b sudut antara garis normal ke kisi dan arah rambat difraksi... ... Kamus Ensiklopedis Bergambar
GRATING DIFRAKSI- optik perangkat yang periodik struktur sejumlah besar elemen yang tersusun teratur tempat terjadinya difraksi cahaya (misalnya, garis sejajar dan berjarak sama diterapkan pada permukaan optik datar atau cekung) ... Ensiklopedia fisik
GRATING DIFRAKSI- GRATING DIFRAKSI, perangkat optik yang merupakan struktur periodik sejumlah besar (300-1200 per 1 mm untuk wilayah ultraviolet dan tampak) dari elemen yang berjarak teratur (celah pada buram atau guratan pada reflektif... ... Ensiklopedia modern
GRATING DIFRAKSI- perangkat optik, yang merupakan sistem sejumlah besar celah paralel di beberapa layar buram atau garis paralel pada permukaan optik, serta satu set strip cermin reflektif; ketika melewati seperti itu... Ensiklopedia Politeknik Besar
kisi difraksi- difrakcinė gardelė statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kisi difraksi vok. Beugungsgitter, n; Pengaduk difraksi, n rus. kisi difraksi, f pranc. réseau de diffraction, m … Fizikos terminų žodynas
kisi difraksi- perangkat optik, yang merupakan struktur periodik dari sejumlah besar elemen yang tersusun teratur tempat terjadinya difraksi cahaya. Ini bisa berupa celah paralel pada layar buram atau strip cermin reflektif... ... kamus ensiklopedis
Kisi difraksi- perangkat optik yang merupakan kumpulan sejumlah besar guratan paralel dengan jarak yang sama dengan bentuk yang sama, diterapkan pada permukaan optik datar atau cekung. Jadi, D.r. mewakili… … Ensiklopedia Besar Soviet
GRATING DIFRAKSI- kumpulan sejumlah besar terkonsentrasi dalam wilayah terbatas ruang unsur-unsur tempat terjadinya difraksi cahaya. Menurut struktur D. r. dibagi menjadi tidak teratur, letaknya kacau. elemen, dan teratur; untuk satu, dua... ... Kamus Besar Ensiklopedis Politeknik
GRATING DIFRAKSI- optik perangkat yang periodik struktur sejumlah besar elemen yang tersusun teratur tempat terjadinya difraksi cahaya. Ini bisa berupa celah paralel pada layar buram atau garis cermin reflektif (guratan),... ... Ilmu pengetahuan Alam. kamus ensiklopedis
kisi difraksi yang dibentuk oleh sinar laser- lazerio spinduliuotės sukuta difrakcinė gardelė statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: engl. vok kisi difraksi yang diinduksi laser. Difraksigitter gebildet durch Laserstrahl, n rus. kisi difraksi yang dibentuk oleh laser...... Terminal radioelektronik
DEFINISI
Kisi difraksi disebut perangkat spektral, yaitu sistem sejumlah celah yang dipisahkan oleh ruang buram.
Sangat sering dalam praktiknya, kisi difraksi satu dimensi digunakan, terdiri dari celah paralel dengan lebar yang sama, terletak pada bidang yang sama, yang dipisahkan oleh interval buram dengan lebar yang sama. Kisi-kisi semacam itu dibuat menggunakan mesin pemisah khusus, yang menerapkan gerakan paralel pada pelat kaca. Jumlah guratan tersebut bisa lebih dari seribu per milimeter.
Kisi difraksi reflektif dianggap yang terbaik. Ini adalah kumpulan area yang memantulkan cahaya dengan area yang memantulkan cahaya. Kisi-kisi semacam itu adalah pelat logam yang dipoles di mana sapuan hamburan cahaya diterapkan dengan pemotong.
Pola difraksi pada kisi tersebut merupakan hasil saling interferensi gelombang yang datang dari semua celah. Akibatnya, dengan bantuan kisi difraksi, interferensi multibalok dari berkas cahaya koheren yang telah mengalami difraksi dan datang dari semua celah diwujudkan.
Misalkan lebar celah pada kisi difraksi adalah a, lebar bagian buram adalah b, maka nilainya adalah:
disebut periode kisi difraksi (konstan).
Pola difraksi pada kisi difraksi satu dimensi
Mari kita bayangkan gelombang monokromatik datang secara normal pada bidang kisi difraksi. Karena celah-celah tersebut terletak pada jarak yang sama satu sama lain, maka perbedaan lintasan sinar () yang datang dari sepasang celah yang berdekatan untuk arah yang dipilih akan sama untuk seluruh kisi difraksi yang diberikan:
Intensitas minimum utama diamati dalam arah yang ditentukan oleh kondisi:
Selain minimum utama, akibat saling interferensi sinar cahaya yang dikirim oleh sepasang celah, di beberapa arah saling menghilangkan, yang berarti muncul minimum tambahan. Mereka muncul dalam arah di mana perbedaan jalur sinarnya adalah jumlah setengah gelombang ganjil. Kondisi tambahan minimum ditulis sebagai:
dimana N adalah jumlah celah kisi difraksi; k' menerima nilai integer apa pun kecuali 0, . Jika kisi mempunyai N celah, maka di antara dua maksima utama terdapat tambahan minimum yang memisahkan maksima sekunder.
Syarat maksimum utama kisi difraksi adalah persamaan:
Karena nilai sinus tidak boleh lebih besar dari satu, maka bilangan maksimum utama adalah:
Jika cahaya putih dilewatkan melalui kisi, maka semua maksimum (kecuali m = 0 pusat) akan terurai menjadi spektrum. Dalam hal ini, wilayah ungu spektrum ini akan menghadap pusat pola difraksi. Properti ini Kisi difraksi digunakan untuk mempelajari komposisi spektrum cahaya. Jika periode kisi diketahui, maka penghitungan panjang gelombang cahaya dapat dikurangi menjadi mencari sudut , yang sesuai dengan arah maksimum.
Contoh pemecahan masalah
CONTOH 1
| Latihan | Berapa orde spektral maksimum yang dapat diperoleh dengan menggunakan kisi difraksi dengan konstanta m jika seberkas cahaya monokromatik dengan panjang gelombang m datang tegak lurus permukaan? |
| Larutan | Sebagai dasar penyelesaian masalah, kita menggunakan rumus yang merupakan syarat terpenuhinya maksimum utama pola difraksi yang diperoleh ketika cahaya melewati kisi difraksi: Nilai maksimumnya adalah satu, jadi: Dari (1.2) kita nyatakan , kita peroleh: Mari kita lakukan perhitungannya:
|
| Menjawab |
CONTOH 2
| Latihan | Cahaya monokromatik dengan panjang gelombang dilewatkan melalui kisi difraksi. Sebuah layar diletakkan pada jarak L dari kisi. Dengan menggunakan lensa yang terletak di dekat kisi, proyeksi pola difraksi dibuat ke dalamnya. Dalam hal ini, maksimum difraksi pertama terletak pada jarak l dari pusat. Berapa banyak garis per satuan panjang kisi difraksi (N) jika cahaya jatuh secara normal? |
| Larutan | Mari kita membuat gambar. |
Bukan rahasia lagi bahwa, selain materi berwujud, kita juga dikelilingi oleh medan gelombang dengan proses dan hukumnya sendiri. Ini bisa berupa getaran elektromagnetik, suara, dan cahaya, yang terkait erat dengan dunia yang terlihat, berinteraksi dengannya, dan mempengaruhinya. Proses dan pengaruh tersebut telah lama dipelajari oleh berbagai ilmuwan, yang telah menghasilkan hukum-hukum dasar yang masih relevan hingga saat ini. Salah satu bentuk interaksi antara materi dan gelombang yang banyak digunakan adalah difraksi, studi yang mengarah pada munculnya alat seperti kisi difraksi, yang banyak digunakan baik dalam instrumen untuk penelitian lebih lanjut tentang radiasi gelombang maupun dalam kehidupan sehari-hari.
Konsep difraksi
Difraksi adalah proses cahaya, suara, dan gelombang lainnya membelokkan rintangan apa pun yang ditemui di sepanjang jalurnya. Secara lebih umum, istilah ini dapat digunakan untuk menggambarkan setiap penyimpangan perambatan gelombang dari hukum optik geometris yang terjadi di dekat rintangan. Karena fenomena difraksi, gelombang jatuh ke daerah bayangan geometris, melewati rintangan, menembus lubang kecil di layar, dll. Misalnya, Anda dapat mendengar suara dengan jelas saat berada di sudut sebuah rumah, akibat gelombang suara yang mengelilinginya. Difraksi sinar cahaya dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa area bayangan tidak sesuai dengan bukaan lorong atau hambatan yang ada. Prinsip pengoperasian kisi difraksi didasarkan pada fenomena ini. Oleh karena itu, kajian terhadap konsep-konsep tersebut tidak dapat dipisahkan satu sama lain.
Konsep kisi difraksi
Kisi difraksi adalah produk optik yang merupakan struktur periodik yang terdiri dari sejumlah besar celah sangat sempit yang dipisahkan oleh ruang buram.
Versi lain dari perangkat ini adalah sekumpulan garis mikroskopis paralel dengan bentuk yang sama, diterapkan pada permukaan optik cekung atau datar dengan nada tertentu yang sama. Ketika gelombang cahaya jatuh pada kisi-kisi tersebut, terjadi proses redistribusi muka gelombang dalam ruang, yang disebabkan oleh fenomena difraksi. Artinya, cahaya putih terurai menjadi gelombang individu dengan panjang berbeda, yang bergantung pada karakteristik spektral kisi difraksi. Paling sering, untuk bekerja dengan rentang spektrum tampak (dengan panjang gelombang 390-780 nm), digunakan perangkat dengan 300 hingga 1600 garis per milimeter. Dalam prakteknya, kisi-kisinya terlihat seperti kaca datar atau permukaan logam dengan alur kasar (guratan) yang diterapkan pada interval tertentu yang tidak mentransmisikan cahaya. Dengan bantuan kisi-kisi kaca, pengamatan dilakukan baik pada cahaya yang ditransmisikan maupun dipantulkan, dengan bantuan kisi-kisi logam - hanya pada cahaya yang dipantulkan.
Jenis kisi-kisi
Seperti telah disebutkan, menurut bahan yang digunakan dalam pembuatan dan kekhasan penggunaannya, kisi-kisi difraksi dibagi menjadi reflektif dan transparan. Yang pertama mencakup perangkat yang terbuat dari logam permukaan cermin dengan sapuan yang diterapkan, yang digunakan untuk pengamatan dalam cahaya yang dipantulkan. Dalam kisi-kisi transparan, guratan diterapkan pada permukaan optik khusus yang mentransmisikan sinar (datar atau cekung), atau celah sempit dipotong pada bahan buram. Studi saat menggunakan perangkat tersebut dilakukan dalam cahaya yang ditransmisikan. Contoh kisi difraksi kasar di alam adalah bulu mata. Melihat melalui kelopak mata yang menyipit, suatu saat Anda dapat melihat garis spektrum.
Prinsip operasi
Pengoperasian kisi difraksi didasarkan pada fenomena difraksi gelombang cahaya, yang melewati sistem daerah transparan dan buram, dipecah menjadi berkas cahaya koheren yang terpisah. Mereka mengalami difraksi oleh garis. Dan pada saat yang sama mereka saling mengganggu. Setiap panjang gelombang memiliki sudut difraksinya masing-masing, sehingga cahaya putih terurai menjadi suatu spektrum.
Resolusi kisi difraksi
Sebagai perangkat optik yang digunakan dalam instrumen spektral, ia memiliki sejumlah karakteristik yang menentukan penggunaannya. Salah satu sifat tersebut adalah resolusi, yang terdiri dari kemungkinan mengamati secara terpisah dua garis spektral dengan panjang gelombang yang berdekatan. Peningkatan karakteristik ini dicapai dengan meningkatkan jumlah garis yang ada pada kisi difraksi.
DI DALAM perangkat yang bagus jumlah garis per milimeter mencapai 500, yaitu dengan total panjang kisi 100 milimeter, jumlah garis akan menjadi 50.000.Angka ini akan membantu mencapai batas interferensi yang lebih sempit, yang memungkinkan identifikasi garis spektral dekat.
Penerapan kisi difraksi
Dengan menggunakan perangkat optik ini, Anda dapat menentukan panjang gelombang secara akurat, sehingga digunakan sebagai elemen pendispersi pada perangkat spektral untuk berbagai keperluan. Kisi difraksi digunakan untuk memisahkan cahaya monokromatik (dalam monokromator, spektrofotometer, dan lain-lain), sebagai sensor optik perpindahan linier atau sudut (yang disebut kisi pengukur), dalam polarizer dan filter optik, sebagai pembagi berkas dalam interferometer, dan juga kacamata anti silau.
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering menjumpai contoh kisi-kisi difraksi. Perangkat reflektif yang paling sederhana dapat dianggap sebagai pemotongan cakram padat, karena lintasan diterapkan ke permukaannya dalam bentuk spiral dengan jarak 1,6 mikron antar putaran. Sepertiga dari lebar (0,5 mikron) jalur tersebut jatuh pada ceruk (tempat informasi yang direkam disimpan), yang menyebarkan cahaya yang datang, dan sekitar dua pertiga (1,1 mikron) ditempati oleh substrat tak tersentuh yang mampu memantulkan cahaya. sinar. Oleh karena itu, CD merupakan kisi difraksi reflektif dengan periode 1,6 µm. Contoh lain dari alat tersebut adalah hologram berbagai jenis dan arah penerapannya.
Manufaktur
Untuk mendapatkan kisi difraksi yang berkualitas tinggi, perlu dijaga akurasi produksi yang sangat tinggi. Kesalahan saat menerapkan bahkan satu pukulan atau celah akan menyebabkan penolakan langsung terhadap produk. Untuk proses pembuatannya digunakan mesin pemisah khusus dengan pemotong berlian, yang dipasang pada pondasi masif khusus. Sebelum memulai proses pemotongan kisi-kisi, peralatan ini harus dijalankan selama 5 hingga 20 jam dalam mode idle untuk menstabilkan seluruh komponen. Pembuatan satu kisi difraksi memakan waktu hampir 7 hari. Padahal setiap pukulan hanya membutuhkan waktu 3 detik untuk diterapkan. Ketika dibuat dengan cara ini, kisi-kisi memiliki garis-garis paralel yang berjarak sama satu sama lain, yang bentuk penampangnya bergantung pada profil pemotong berlian.
Kisi difraksi modern untuk instrumen spektral
Saat ini tersebar luas teknologi baru produksinya dengan menciptakan pola interferensi yang diperoleh dari radiasi laser pada bahan peka cahaya khusus yang disebut photoresist. Hasilnya adalah produk dengan efek holografik. Anda dapat menerapkan sapuan dengan cara ini pada permukaan datar, mendapatkan kisi difraksi datar atau kisi bola cekung, yang akan menghasilkan perangkat cekung yang memiliki efek pemfokusan. Keduanya digunakan dalam desain instrumen spektral modern.
Dengan demikian, fenomena difraksi sering terjadi pada Kehidupan sehari-hari di mana pun. Hal ini menyebabkan meluasnya penggunaan perangkat berdasarkan proses ini, seperti kisi difraksi. Ia dapat menjadi bagian dari peralatan penelitian ilmiah atau ditemukan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya, sebagai dasar produk holografik.