光的波动性质:cd和dvd的衍射实验答案

摘要

利用公式λ =∆x L / d，我们将确定红色激光的波长为641nm。利用这些信息，我们将确定CD和DVD的音轨间距。我们计算了CD的轨迹间距为1.5 μm, DVD的轨迹间距为0.7 μm，并比较了我们的间距结果。

目的

这个实验室的目的是通过实验确定激光的波长，以及CD和DVD上的磁道宽度。我们将演示当激光通过光栅时所形成的衍射图案。

假设

激光器的波长在其颜色波长的范围内，即630nm到650nm。此外，CD的磁道宽度约为1.6 μm, DVD的磁道宽度为0.74 μm。轨道宽度的差异是由于CD和DVD的存储能力不同，因此间距也不同。

材料

- RED激光源 - 已知间隔的熔炉

-光栅支架-1 CD

1 DVD统治者

磁带

对于这个实验室，我们将经历三个主要步骤来收集信息，我们将需要确定激光的波长和CD和DVD的槽间距

步骤1:记录测量激光波长的数据。

图1：这是用于收集信息以确定要确定的波长的设置
激光。

• 首先要做的是根据图1中的图表来设置实验，确保试卷贴在课本和桌子上。
• 在开始之前，记录衍射光栅中的狭缝数目，这将是你的d值。
• 测量衍射光栅到课本的距离，这就是你的L值。
• 将激光通过衍射光栅聚焦，当它打开时，在纸上标记并画出衍射图案。在标记模式之后，使用尺子测量最大值之间的距离，并将这些值记录为您的∆x值。

第二步:记录数据，确定CD中音轨的宽度。

图2:CD的设置

• 根据图2建立实验室，确保CD和纸被粘在相应的表面上。
• 当激光聚焦在光盘上时，非常重要的一点是，激光要平行于桌子，或者当激光聚焦在光盘上时，它的反射直接在激光的光源上。这有助于确保激光以90度角撞击光盘。
• 对于CD，衍射图案会出现在纸上，这就是为什么实验室要这样设置。当激光聚焦在CD上时，测量激光照射到CD上的高度并记录下来。
• 接下来，在纸上画/标记衍射图案，并测量两个最大值之间的距离。

步骤3:记录数据以确定DVD中磁道的宽度。

图3:DVD的设置

• DVD的设置与CD的设置类似，不同之处在于磁盘。同样，在设置时，一定要把纸和DVD粘在课本和桌子上。
• 就像CD一样，当激光聚焦在DVD上时，确保光线以90度角照射DVD是很重要的。
• 对于DVD来说，只有一个点会出现在衍射图案中，在纸上画出图案，然后测量从DVD到这个点的距离。
• 接下来，测量激光击中DVD的高度并记录下来。

结果

分析

cd和dvd怎么用?

答:cd和dvd的工作原理是用激光聚焦在光盘闪亮的部分。圆盘发光的部分有凸起，反射聚焦的激光束。凸起的作用就像一个衍射光栅，这样当激光束反射时，图案就会包含一个二进制代码，由拾音器读取并传送或放大。

cd和dvd如何影响我们的社会?

答:CD和DVD通过改变我们存储信息的方式影响了我们的社会。与其他存储方式相比，cd和dvd是通过将激光束聚焦到光盘上，因为光是唯一接触到光盘的东西，理论上它永远不会磨损。例如，这比磁带要好，磁带包含播放器和磁带之间的身体接触。这减少了损坏的机会，这就是为什么cd和dvd是我们社会流行的选择。

描述cd或dvd中衍射和干涉的概念。

答:在cd或dvd中，光盘本身充当激光束的衍射梯度。当激光束直接聚焦在CD或DVD上时，激光束就会反射。当它被反射干涉发生时，波重叠和衍射图案就可见了。对于cd，衍射图案显示两个条纹，而DVD只有一个条纹。这是因为CD的间距比DVD的间距大。

用衍射和干涉的概念来描述白光通过衍射光栅分离成颜色。

答:当白光穿过衍射光栅时，就会分成不同的颜色。当衍射光栅包含间隔非常近的狭缝时，或者在cd和dvd中间隔非常近的轨道时，就会发生这种情况。紧密间隔的轨迹会导致白光分离，因为它会散射白光中不同波长的光，从而产生干扰，从而使颜色可见。

有效性

在实验中，为了确保我们的结果是近似的，我们把纸粘在课本和桌子上。所以当我们测量和标记分化模式的图形时长度不会改变。除此之外，在我们的实验室中我们还确保激光本身以接近90度的角度撞击CD和DVD。这是我们能确保反射图案不失真的唯一方法。

结论

在我们完成了我们的实验室之后，我们确定了激光的波长是641nm。我们知道我们的答案是有效的，因为红色激光的范围是在630nm和650nm之间，我们的结果是在这个范围内。此外，根据我们的实验室，光盘的轨迹间距是1.5μm，光盘的轨迹间距是1.6 μm。与1.6 μm相比，实验值相差6.25%。对于DVD，我们确定的间距为0.7μm，理论值为0.74μm。

与给定的间距相比，DVD的实验值只下降了5.7%。由于我们对CD和DVD的实验间隔值的误差都在10%以内，我们得到了一个相当接近的值。从给出的CD和DVD的间距值来看，DVD的间距小于CD的间距。

这也意味着DVD的衍射图案比CD的更锐利。衍射图案和间距的差异导致DVD比CD有更多的存储空间。

来源:

”衍射．”Encyclopædia大英百科全书．2010.大英百科全书在线。2010年3月22日。

”光盘是如何工作的《东西是怎么运作的》(How Stuff Works)， 2010年出版。东西是如何工作的。2010年3月22日

”CD和DVD的>, 2010。2010年3月22日
< http://www.explainthatstuff.com/cdplayers.html >