2013年1月2日

科學玩具-光學-「柵片」集團與「柵」看之下(四)


這一篇則是要介紹另外一種形式的光柵。和之前所介紹的光柵當然有所不同,之前那一類型的光柵是讓光穿透而過,形成了彩虹般的光譜。但是如果在光柵上面鍍上一層金屬薄膜,就會搖伸一變成為「反射式光柵」,也就是讓反射出來的光形成光譜。
首先準備一支白光手電筒和一片光碟片

為了紀錄訊息,光碟表面上刻有一條接著一條的溝槽,這些的溝槽就是我們拿來分光的工具。每條溝槽之間是間隔相等,形成繞射光柵,所以一般我們在看光碟片時,太陽光照射在金屬薄膜上面,就會產生彩虹一般的光譜。日光燈(螢光燈)也會形成美麗的彩虹,但是由於發光機制和太陽不同,所以形成的光譜還是會有一點點差別。
直接將手電筒直立在光碟片上,光線會向四面八方散開
也因為這樣,所以由正上方觀察時,會發現圓形的彩虹

調整觀察光碟的角度,透過各色玻璃紙,就能觀察想要觀察的色光,在光碟片的繞射之下,每種色光的光譜迥然不同。當然,之前就提過光的三原色皆為單色光,所以即使是經過穿透式光柵或反射式光柵,也不能將其分光。一起來看看光譜甜甜圈吧!
在光碟上舖上一層紅色玻璃紙,所以也就只有紅色光可以穿透,形成紅圖大展
(中間的白色圈是手電筒光源)

在光碟上舖上一層綠色玻璃紙,所以也就只有綠色光可以穿透,創造綠色奇蹟
(中間的白色圈是手電筒光源)

在光碟上舖上一層藍色玻璃紙,所以也就只有藍色光可以穿透,構成藍海策略
(中間的白色圈是手電筒光源)

由於鍍上一層金屬薄膜,使得光線反光,造成干涉的現象。兩道光線重疊時,可能會相消,也可能會相長,端看觀察者的角度。無論是手裡拿著光碟片翻轉,或是觀察者本身的移動,都會讓彩虹光譜隨之轉動。但如果在大範圍的光源下都僅能觀察到一道長長的線型或弧形光譜,無法看到完整的圓形的光譜,所以才會用手電筒壓在光碟片中心的方式,讓光碟片的每一角度都能均勻地接收並反射。

光碟片上經由蝕刻所形成的溝槽就像是形成干涉必要的反光工具,因此每片光碟片上都有分散白光所形成的彩虹。如果僅僅只有塑膠片,就要稍微彎曲,仔細看才看得出來。晚上戴著安全帽騎車,彎曲的塑膠面罩也能分光呢!
鏘鏘~又到了挑戰性問題(CQ)時間囉
請問上面這兩張圖是由哪種顏色的玻璃紙所製作出來的光譜呢?
好心人給的提示:它只有紅色和綠色的光譜,而且紅色的範圍比較寬哦
反白即可見參考答案:(橘色玻璃紙

相關文章:
科學玩具-光學-「柵片」集團與「柵」看之下(一)
科學玩具-光學-「柵片」集團與「柵」看之下(二)
科學玩具-光學-「柵片」集團與「柵」看之下(三)
科學玩具-光學-「柵片」集團與「柵」看之下(四)
科學玩具-光學-「柵片」集團與「柵」看之下(五)

沒有留言:

張貼留言