เกรตติง คือ อุปกรณ์ ที่ใช้ในการตรวจสอบสเปรคของแสงและหาความยาวคลื่นแสง โดยอาศัย คุณสมบัติการแทรกสอดของคลื่น ลักษณะของเกรตติง จะเป็นแผ่นวัสดุบางที่ถูกแบ่งออกเป็นช่องขนานซึ่งอยู่ชิดกันมาก โดยทั่วไปใน 1 เซนติเมตร แบ่งออกเป็น 10,000 ช่อง ซึ่งจำนวนช่องของเกรตติงอาจมี 100 ถึง 10,000 ช่อง/cm ในการทดลอง ถ้าเราให้แสงจากดวงอาทิตย์หรือแสงขาวจากหลอดไฟส่องผ่านเกรตติง เราจะเห็นสเปรคตรัมของแสงอาทิตย์หรือแสงขาวออกเป็น 7 สี โดยเกรตติงถูกพัฒนามาจากสลิตคู่ด้วยการเพิ่มจำนวนช่วงทั้งสองให้มากขึ้น มีผลทำให้ระยะห่างระหว่างช่องอยู่ใกล้กันมากขึ้นทำให้การเลี้ยวเบนของแสงมากขึ้น
ภาพตัวอย่างของแผ่นเกรตติง
ที่มาของภาพ : http://snooker-chalida.blogspot.com/2011/01/grating.html
แสง ความยาวคลื่นเดียวตกกระทบเกรตติง แสงบางส่วนจะเบนออกจากแนวไปปรากฏบนฉากเป็นแถบสว่างเล็กๆ แถบสว่างนี้เกิดจากการแทรกสอดของแสงจากช่องอื่นๆ ทุกช่องที่เสมือนเป็นแหล่งกำเนิดแสงอาพันธ์ การหาตำแหน่งของแถบสว่างให้ถือว่าฉากอยู่ไกลจากเกรตติงมาก จนแสงจากช่องแต่ละช่องของเกรตติงที่เคลื่นที่ไปที่ฉากสามารถประมาณได้ว่า เป็นแสงขนาน
เมื่อมีแสงความถี่เดียว ความยาวคลื่น λ ผ่านเกรตติงในแนวตั้งฉากดังรูป จะเกิดการเลี้ยวเบนและแทรกสอดเช่นเดียวกับกรณีสลิตคู่ (ช่องแคบคู่)
ที่มาของภาพ : http://utopia.cord.org/step_online/st1-4/st14eiv3.htm
ภาพแสดงการเลี้ยวเบนของแสงผ่านเกรตติง
ที่มาของภาพ : http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=75793
ถ้าเกรตติงมีระยะห่างระหว่างช่องเท่ากับ d ที่ตำแหน่ง P เป็นตำแหน่งบนแถบสว่าง ระยะทางจากช่องแต่ละช่องของเกรตติงถึงจุด P จะไม่เท่ากัน ช่องแต่ละช่องจะเป็นเสมือนแหล่งกำเนิดแสงอาพันธ์ ที่ทำให้คลื่นแสงผ่านออกมามีเฟสตรงกัน การหาตำแหน่งของแถบมืดและแถบสว่างใช้หลักการเดียวกันกับการแทรกสอดของสลิตคู่ จึงได้ว่า
ตำแหน่งแถบสว่างใดๆ (A) บนฉาก (แนวกลางเป็นแนวปฏิบัพ A0)
d sinθ = nλ
d x/L = nλ
เมื่อ n = 0, 1, 2, 3, ....
ตำแหน่งแถบมืดใดๆ (N) บนฉาก
d sinθ = (n-1/2)λ
d x/L = (n-1/2)λ
เมื่อ n = 1, 2, 3, ....
x แทนเป็นระยะจากแถบสว่างตรงกลางถึงจุด P
L แทนระยะห่างจากเกรตติงถึงฉากรับ
λ แทนความยาวของคลื่นแสง
d แทนระยะห่างระหว่างช่องของเกรตติง
การหาระยะระหว่างช่องของเกรตติง (d) เราสามารถหาระยะระหว่างช่องของเกรตติงได้โดยใช้การเทียบอัตราส่วน
เมื่อให้ N แทนจำนวนช่องของเกรตติงใน 1 m.
d แทนระยะห่างระหว่างช่องของเกรตติง
1. ใช้แยกแสงสีต่างๆ ที่เคลื่อนที่รวมกัน เช่น การหาสเปกตรัมของแสงขาว
2. ใช้หาความยาวคลื่นของแสงสีต่างๆ โดยแสงสีต่างๆ จะมีความยาวคลื่นแตกต่างกัน ทำให้เกิดการเลี้ยวเบนเมื่อผ่านเกรตติงได้แตกต่างกัน โดยแสงสีม่วงเลี้ยวเบนได้น้อยที่สุด ส่วนแสงสีแดงมีความยาวคลื่นมากที่สุดจะเลี้ยวเบนได้มากที่สุด
http://lightlightphysic.blogspot.com/2014/07/blog-post.html
|