23 svar
5284 visningar
Ynnejj är nöjd med hjälpen
Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 11:58 Redigerad: 12 mar 2017 12:16

Gitterkonstanten

Vitt ljus i våglängdsintervallet 400 nm – 750 nm får passera ett gitter. Man önskar se 1:a och 2:a ordningens spektrum fullständigt. Någon våglängd från högre ordning får inte förekomma. Utred om detta är möjligt.
För vilka värden på gitterkonstanten inträffar i så fall detta?

Gitterekvationen: d * sin θ = n*λ
d =(n*λ)/sinθ
Jag har i detta fall två okända.

1:a ordningens spektrum λ>0°
2:a ordningens spektrum λ<90°
3:e ordningens spektrum λ>90°

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 12 mar 2017 13:52

Vad menar du? Lambda är våglängden, som mäts i nm.

Börja med att fundera på vilken färg som hamnar längst ut i vardera spektrumet.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 14:12

Om theta är 90 grader så ser man inte spektrum och jag tänkte om det gick att räkna med något sådant samband.
Med lambda mena jag att våglängdens vinkel måste vara större / mindre än 90grader.

750 nm är rött och 400 nm är lila.

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 12 mar 2017 15:37

Börja med att fundera på vilken färg som hamnar längst ut i vardera spektrumet.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 17:57 Redigerad: 12 mar 2017 18:38

1:a ordningen lila
2:a ordningen grönt
3:e ordningen rött

men jag har fortfarande två okända, d och θ

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 12 mar 2017 19:03

Nej, det är samma färg som hamnar längst ut i varje spektrum.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 19:08

ahaa, tycker frågan är så konstig :s 
Då måste det vara rött som hamnar längst ut i varje spektrum

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 12 mar 2017 19:21

Då kan man skriva om frågan så här: Går det att hitta något värde på gitterkonstanten d som gör att den lila fläcken från tredje ordnigens spektrum hamnar utanför den röda fläcken från andra ordningens spektrum?

Skriv om formeln så att du har sin θ ensamt på vänstersidan!

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 19:29

sin θ =(n *λ)/d

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 12 mar 2017 19:39

Bra. Och så sätter du in lämpliga värden och räknar ut vilka värden på gitterkonstanten d som ger att vinkeln till rött ljus i andra ordningens spektrum blir mindre än vinkeln till violett ljus i tredje ordningens spektrum.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 19:49

Varför ska jag bryta ut sin? jag skulle valt att bryta ut d istället.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 19:57 Redigerad: 12 mar 2017 20:11

d =(n*λ)/sinθn=2θ = 90°λ =750 nmd =(2 * 750 * 10-9)/sin(90°) =1,5 * 10-6 m

n=3θ = 90°λ = 400 nmd =(3*400 * 10-9)/sin(90°) = 1,2 * 10-6m

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 12 mar 2017 21:53

Åh, jag tänkte fel, jag fick för mig att det var d som var vilken ordning... Förlåt! Då är en del av dina tidigare kommentarer mer begripliga, och en del av mina mer obegripliga.

Eftersom jag tycker det är lätt att råka tänka åt fel håll, skulle jag nu räkna ut vinkeln för violett och rött ljus, av andra och tredje ordningen, för båda värdena på d för att se om de båda ljusfläckarna är ordentligt åtskilda eller överlappar varandra. Åtta stycken likartade beräkningar, alltså. Tur att det finns bra räknare!

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 22:05

Menar du med dom d jag har fått ut eller? vi vet ju annars inte gitterkonstanten eftersom den är okänd i uppgiften.

Sinθ = (n*λ)/d

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 12 mar 2017 23:11

Jag tänkte på de d-värden du har fått ut.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 12 mar 2017 23:27

Okej, hur kommer du fram till att det blir åtta beräkningar? 

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 13 mar 2017 08:11

23=8 - två våglängder, andra eller tredje ordningen, två gitterkonstanter.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 13 mar 2017 10:07 Redigerad: 13 mar 2017 10:07

det går ju inte använda

sin θ = (n*λ)/dθ =sin-1((2 * 750*10-9)/1,5 * 10-6) =90 grader

För kommer tillbaka till 90grader som jag satte in

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 13 mar 2017 10:08

Visst, två av värdena har du redan räknat ut - men de andra kombinationerna ger andra vinklar.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 13 mar 2017 10:36

θ =sin-1((2 * 750 *10-9 )/1,5 *10-6)=90graderθ =sin-1((2 * 400 *10-9 )/1,5 *10-6)=32 graderθ =sin-1((3 * 750 *10-9 )/1,5 *10-6)=error..? θ =sin-1((3 * 400 *10-9 )/1,5 *10-6)=53 graderθ =sin-1((3 * 400 *10-9 )/1,2 *10-6)=90 graderθ =sin-1((3 * 750 *10-9 )/1,2 *10-6)=error...?θ =sin-1((2 * 750 *10-9 )/1,2 *10-6)=error...?θ =sin-1((2 * 400 *10-9 )/1,2 *10-6)=41,8 grader

Vet ej om jag gör fel, eftersom det blir så mkt error. 

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 13 mar 2017 11:17

Nej, det är inte fel, det betyder att du har hamnat utanför 90 grader - ett sinusvärde kan ju inte vara större än 1, så man kan inte ta invers sin för något som är större än 1.

Om vi börjar med att titta på gittret som har gitterkonstanten d = 1,5*10^-6 m, så finns andra ordningens spektrum från vinkeln 32 grader (violett) till 90 grader (rött), medan tredje ordningens gitter börjar på 53 grader, och så får inte hela plats (man skulle kunna räkna ut vilken våglängd och därmed vilken färg som hamnar vid 90 grader), så de båda spektrumen (heter det så?) går omlott med varandra.

Tittar vi sedan på gittret som har gitterkonstanten d = 1,2*10^-6 m, så får inte hela andra ordningens spektrum plats - du skulle kunna räkna ut våglängden och därmed färgen för 90 grader. Hela tredje ordningens spektrum hamnar utanför 90 grader, men det hjälper inte.

Svaret blir alltså att det inte går att hitta något värde på d som ger den önskade separationen.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 13 mar 2017 14:35

Ja nu börjar det klarna lite! :)

Men "medan tredje ordningens gitter börjar på 53 grader, och så får inte hela plats "
Hur ser du att hela inte får plats?

Smaragdalena 78680 – Lärare
Postad: 13 mar 2017 14:41 Redigerad: 13 mar 2017 14:41

Att det är error i andra änden - alla färgerna får inte plats mellan 53 och 90 grader.

Ynnejj 188 – Fd. Medlem
Postad: 13 mar 2017 15:41 Redigerad: 13 mar 2017 15:41

Tusen tack för hjälpen, nu förstår jag äntligen =)

Svara Avbryt
Close