Calculadora de rede de difração

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Guia de uso da ferramenta

Veja quando usar esta ferramenta, o que ela suporta e como os usuários a aplicam.

Fatos principais

Categoria: Science & Education
Tipos de entrada: number
Tipo de saída: text
Cobertura de exemplos: 4
API pronta: Sim

Visão geral

A Calculadora de rede de difração resolve a equação d·sinθ = mλ a partir da densidade de ranhuras (linhas/mm) e do comprimento de onda da fonte de luz. A ferramenta calcula o espaçamento entre fendas d, o ângulo de difração θ para a ordem especificada e a lista de todas as ordens observáveis dentro do limite físico m·λ ≤ d.

Quando usar

Ao projetar ou alinhar bancadas ópticas e espectrômetros com redes de difração.
Ao determinar o ângulo de desvio angular de feixes de laser monocromáticos em experimentos de física.
Ao verificar quantas ordens de difração são fisicamente possíveis para uma dada combinação de rede e comprimento de onda.

Como funciona

1Informe a densidade de ranhuras em linhas/mm, que é convertida no espaçamento de rede d (em nm ou µm).
2Insira o comprimento de onda λ da luz incidente em nanômetros e defina a ordem de difração m desejada.
3A ferramenta aplica a equação d·sinθ = mλ para determinar o ângulo θ correspondente e calcula a ordem máxima observável m_max = ⌊d/λ⌋, listando os ângulos de todas as ordens válidas.

Casos de uso

Cálculo de dispersão angular para caracterização de lasers e fontes de luz em laboratórios de óptica.
Modelagem da difração gerada por microestruturas periódicas regulares, como trilhas de discos compactos (CDs).
Resolução de problemas didáticos e acadêmicos em disciplinas de física óptica e eletromagnetismo.

Exemplos

1. Análise de laser HeNe com rede padrão de laboratório

Estudante de Física

Contexto

Realizando um experimento de óptica para medir o desvio angular de um laser de Hélio-Neônio.

Problema

Calcular o ângulo de desvio da primeira e segunda ordens usando uma rede de 600 linhas/mm.

Como usar

Insira 600 em linhas/mm, 632.8 em comprimento de onda (nm) e defina a ordem como 1.

linesPerMm: 600, wavelengthNm: 632.8, order: 1

Resultado

Obtém espaçamento d = 1666.67 nm, θ = 22.31° para m = 1, θ = 49.41° para m = 2 e ordem máxima m_max = 2.

2. Difração de luz verde em superfície de CD

Engenheiro óptico

Contexto

Avaliando as propriedades dispersivas da superfície de policarbonato de um CD com passo de 1.6 µm.

Problema

Determinar o ângulo de difração de luz verde de 550 nm refletida pelas trilhas do disco.

Como usar

Insira 625 em linhas/mm (equivalente a 1.6 µm), 550 no comprimento de onda e ordem 1.

Perguntas frequentes

Como a densidade de linhas/mm é convertida para o espaçamento d?

O espaçamento d é o inverso da densidade. Para uma rede de 600 linhas/mm, d = 1/600 mm = 1666.67 nm.

O que determina a ordem máxima observável (m_max)?

Como o seno do ângulo não pode exceder 1 (sinθ ≤ 1), o limite de ordens possíveis é dado pela parte inteira de d/λ.

O que representa a ordem m = 0?

A ordem zero corresponde ao feixe central transmitido diretamente sem desvio angular (θ = 0°).

A calculadora suporta incidência não normal?

O cálculo assume incidência normal da luz sobre a rede de difração conforme a fórmula padrão d·sinθ = mλ.

Qual unidade deve ser utilizada para o comprimento de onda?

O comprimento de onda deve ser inserido em nanômetros (nm).

linesPerMm: 625, wavelengthNm: 550, order: 1

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Fatos principais

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Quando usar

Como funciona

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Exemplos

1. Análise de laser HeNe com rede padrão de laboratório

2. Difração de luz verde em superfície de CD

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