Expressions moléculaire Microscopie Primaire lumière et la couleur - Calculs Interligne de

Tutoriels interactifs

Les calculs de l'espacement des lignes de Réseaux de Diffraction

Par définition, un réseau de diffraction est composé d'un substrat plan comportant une série de rainures linéaires parallèles ou décisions, qui peut être transparent, semi-transparent ou opaque. Lorsque l'espacement entre les lignes sur un réseau de diffraction est similaire en taille à la longueur d'onde de la lumière, un incident collimaté et faisceau de lumière cohérente sera fortement diffracté lors de la rencontre du réseau. Ce tutoriel interactif examine les effets de longueur d'onde sur les motifs de diffraction produits par une grille de ligne périodique virtuelle de l'espacement de ligne fixe.

Le tutoriel initialise avec un faisceau de lumière monochromatique et cohérente collimatée violet (400 nm) incidente sur un réseau de diffraction périodique. Lors du passage à travers la ligne de réseau, le faisceau lumineux est diffracté en une bande centrale lumineuse (d'ordre zéro) sur l'écran du détecteur, flanqué de plusieurs d'ordre supérieur (premier. 2e.) Et troisième bandes de diffraction ou maxima. Afin de faire fonctionner le tutoriel, utiliser le curseur de longueur d'onde pour ajuster la taille de la lumière monochromatique passe à travers la grille dans une plage comprise entre 400 et 700 nanomètres. Comme le curseur est traduite vers la droite, la longueur d'onde augmente de lumière incidente, produisant un changement correspondant au motif de diffraction observé sur l'écran du détecteur (la longue ligne horizontale au-dessus du curseur). Les bandes de diffraction formées par les maxima d'ordre supérieur identifier les angles de diffraction dans lequel des fronts d'onde ayant la même phase devenir renforcée comme les zones claires du fait de l'interférence constructive. Dans les régions entre les bandes de diffraction, les fronts d'onde sont déphasés et annulent l'intensité de l'autre par interférence destructive.

La bande maximale central d'ordre zéro est formé à partir d'ondes lumineuses qui ne deviennent pas diffractée lors du passage à travers le réseau de diffraction, et affiche une valeur d'intensité que légèrement réduite de celle du faisceau incident. L'angle de diffraction, qui est identifié par le symbole q. est l'angle déterminé par le sous-tendu par les bandes de zéro et du premier ordre sur le détecteur par rapport à la grille. Un triangle rectangle contenant l'angle de diffraction sur l'écran du détecteur est conforme à un autre triangle dans le réseau de diffraction défini par la longueur d'onde d'illumination (l) et l'espacement entre les décisions (d) sur le réseau de diffraction selon l'équation:

Par conséquent, le renforcement des bandes de diffraction ou des taches se produit à des emplacements présentant un nombre entier de longueurs d'onde (l. 2 l. 3 l. Etc.), car les fronts d'onde diffractées arrivent à ces endroits en phase et sont en mesure de renforcer l'autre par interférence constructive. Si le sinus de l'angle de diffraction est calculée à partir de la distance entre les bandes de diffraction sur l'écran du détecteur et entre l'écran et la grille de ligne, la distance (d) entre les décisions individuelles sur le réseau de diffraction peut être déterminé en utilisant l'équation de réseau sous la forme:

m l = d • sin (q)

L'effet de la longueur d'onde peut être mise en évidence par l'illumination de la ligne de réseau avec une lumière blanche (contenant un mélange de toutes les couleurs). Dans ces conditions, la bande de diffraction d'ordre zéro apparaît en blanc, mais des bandes d'ordre supérieur affiche un spectre de couleurs allongé avec le bleu étant la plus proche de la bande d'ordre zéro. Ainsi, la lumière bleue est diffracté dans une moindre mesure que la lumière est vert ou rouge, comme cela est illustré dans le tutoriel.

Matthew J. Parry-Hill et Michael W. Davidson - Laboratoire national de haut champ magnétique, 1800 East Paul Dirac Dr. Florida State University, Tallahassee, Floride, 32310.