Calculadora da Rede de Difração (Ângulos das Ordens e Posição das Manchas)
Ângulos para que uma rede de difração envia um dado comprimento de onda nas três primeiras ordens, a ordem mais alta que existe e onde caem as manchas num alvo.
Resultados
A linha tracejada marca o valor que escreveu.
O que faz esta ferramenta
Uma rede com N linhas por milímetro tem espaçamento d = 1 ÷ N, e a luz de comprimento de onda λ reforça-se nos ângulos em que d sen θ = mλ, um para cada número inteiro m, a ordem. Como sen θ não pode passar de 1, só existem ordens com mλ < d, e é por isso que uma rede grosseira dá muitas ordens e uma fina só algumas. O ângulo cresce com o comprimento de onda, por isso uma rede espalha a luz branca em espectros, com o vermelho mais afastado, ao contrário do prisma, que desvia mais o azul. Um uso comum nas aulas é descobrir um comprimento de onda desconhecido, como o de um laser, a partir da posição das manchas.
Fórmula
d sin θ = m λ · d = 1 mm ÷ lines per mm · highest order < d ÷ λ · dθ/dλ = m ÷ (d cos θ)
Variáveis
| Símbolo | Significado | Unidade |
|---|---|---|
nl | Linhas por milímetro da rede | /mm |
lw | Comprimento de onda | nm |
sd | Distância ao alvo | m |
A1 | Ângulo da 1.ª ordem | ° |
A2 | Ângulo da 2.ª ordem (0 se não existir) | ° |
A3 | Ângulo da 3.ª ordem (0 se não existir) | ° |
D | Distância entre linhas | µm |
MO | Ordem mais alta que existe | — |
Y | Posição da mancha de 1.ª ordem ao centro | cm |
DS | Dispersão angular na 1.ª ordem | °/nm |
Exemplo resolvido
- Linhas por milímetro da rede600 /mm
- Comprimento de onda532 nm
- Distância ao alvo1 m
- Ângulo da 1.ª ordem18,61 °
- Ângulo da 2.ª ordem (0 se não existir)39,67 °
- Ângulo da 3.ª ordem (0 se não existir)73,26 °
- Distância entre linhas1,667 µm
- Ordem mais alta que existe3
- Posição da mancha de 1.ª ordem ao centro33,7 cm
- Dispersão angular na 1.ª ordem0,0363 °/nm
Limitações
- Misturar unidades é a causa de erro mais comum. Converta todos os valores para as unidades indicadas ao lado de cada campo antes de calcular.
- O resultado é uma estimativa baseada apenas nos valores que introduziu. Situações reais incluem muitas vezes fatores que esta calculadora desconhece.