Měření vlnové délky barevného světla

Úkol: Změřte vlnovou délku jednotlivých barev spektra

Vybavení: silný zdroj bílého světla, optická mřížka se známou hustotou vrypů, pravítko

Bílé světlo (to, které vysílá Slunce) je složeno z různých vlnových délek, kterým odpovídají různé barvy spektra. Jak jste si už vyzkoušeli v prvním měření, při průchodu světla optickou mřížkou (nebo při odrazu od ní) závisí poloha difrakčního maxima na vlnové délce světla. Proto když posvítíme na mřížku bílým světlem, je nulté maximum bílé, ale ostatní maxima jsou rozložená do barevného spektra (maximum pro každou barvu leží o kousek jinde.)

Pro první difrakční maximum konkrétního světla platí vztah \(b\sin\alpha=\lambda\), kde \(b\) je mřížková konstanta použité optické mřížky a \(\lambda\) je vlnová délka měřeného světla.

Postup měření:

1. Sestavte experiment.
2. Změřte vzdálenost \(L\) mřížky od stínítka.
3. Změřte vzdálenosti \(x\) prvních maxim jednotlivých barev od středu obrazce.
4. Spočítejte odpovídající vlnové délky \(\lambda\) jednotlivých barev.
5. Porovnejte vypočítané hodnoty s údaji na internetu.

Otázky:

1. Které světlo má nejmenší a které největší vlnovou délku?
2. Pokuste se porovnat vlnové délky viditelného světla s běžnými objekty.
3. Jak závisí šířka prvního maxima na mřížkové konstantě?
4. Navrhněte tento experiment pro použití slunečního světla.
5. Jak by experiment dopadl při použití bílé LED? Je-li to možné, ověřte to pokusem.

Poznámky pro učitele

Zdroj světla použitý v tomto měření musí být dostatečně silný (měření dobře funguje s meotarem nebo jinou promítačkou, ale může se hodit i dataprojektor). Předem si vyzkoušejte konfiguraci experimentu, a to jak pokud jde o prostorové rozložení, tak o světelné podmínky, při kterých je spektrum dobře viditelné.