134. Siatka dyfrakcyjna - kat odchylenia
Zastosowanie dyfrakcji i interferencji światła
Oprócz zjawisk optycznych wyjaśnianych za pomocą optyki geometrycznej istnieją zjawiska optyczne, które trzeba wyjaśniać korzystając z falowej natury światła.
Należą do nich zjawiska dyfrakcji, interferencji i polaryzacji światła.
Dyfrakcja i interferencja światła to zjawiska, wbrew pozorom, bardzo powszechne.
Często można je zauważyć, gdy w warstwie chmur są otwarte przestrzenie. Wtedy widzimy rozkładające się wachlarzowato promienie - to właśnie widoczny efekt dyfrakcji światła słonecznego na krawędziach chmur i następnie interferencji ugiętych wiązek światła.
Siatka dyfrakcyjna to układ wielu szczelin w nieprzezroczystym materiale.
Najczęściej siatki robi się przez nacinanie rys na przezroczystym materiale, np. na szkle. Wtedy przesłoną są rysy a szczelinami pozostawiony bez zmian materiał.
Dyfrakcja zachodzi na każdej szczelinie, a na ekranie widzimy efekt interferencji ugiętych wiązek światła.
W miejscu wzmocnienia widać jasne prążki. Dwa promienie świetlne wzmacniające się w miejscu, gdzie powstał jasny prążek przebyły różne drogi. Mówimy, że wiązki te różnią się drogami optycznymi.
Najmniejsza różnica dróg optycznych, dla maksymalnego wzmocnienia, musi być równa jednej długości fali. Kolejne różnice równe są wielokrotnościom długości fali.
Siatka dyfrakcyjna - zadanie
Siatka dyfrakcyjna o 100 rysach na milimetrze oświetlona została światłem o długości 600 nanometrów.
Obliczyć kąt ugięcia dla pierwszego prążka interferencyjnego.
Najpierw pewna anegdota – a właściwie przypadek, tzw. case.
W pewnej pracowni informatycznej od pewnego czasu zaczęły samoistnie restartować komputery.
Co spowodowało tę niecodzienną przygodę?
Okazało się, że komputerom było za gorąco.
Owszem, wszystkie miały sprawne wentylatory. Ponadto w pomieszczeniu działała wentylacja.
Co więc było przyczyną bezpośrednią?
Po dokładnych oględzinach opiekun sali doszedł do wniosku, że wentylatory musiały mieszać coraz gorętsze powietrze.
Dlaczego?
Komputery (jednostki centralne) umieszczone były w stołach ustawionych przy ścianach i stosunkowo szczelnie zabudowane. Wentylatory mogły tylko mieszać coraz cieplejsze powietrze.
Obudowy wykonane z płyt MDF są świetnym izolatorem cieplnym. Zatrzymywały więc przepływ ciepła i same się grzały.
Co to ma wspólnego z fizyką?
Co to ma wspólnego z dynamiką?
Co to ma wspólnego z kinematyką ruchu prostoliniowego?
Przecież o tym jak umieścić komputery każdy informatyk wie!
Tyle, że opisana historyjka nie jest zmyślona. To fakt przedstawiony przez jednego z użytkowników tej pracowni.
Badanie zestawu komputerowego za pomocą zmysłów (bez myślenia o przekazywanych treściach) przez przeciętnego człowieka wykażą, że komputer to maszyna, która:
– wydziela światło;
– wydziela ciepło;
– wydziela dźwięk.
Skąd się to bierze i jakie są tych zjawisk skutki?
I tu kryje sie nie tylko potoczna wiedza informatyczna ale też i fizyka.
