Оптика

Двоен процеп на Юнг

Два кохерентни процепа интерферират и дават равномерно разположени светли ивици — Δy = λL/d. Уголеми d и ивиците се сгъстяват.

Двоен процеп на Юнг — интерактивна симулация Оптика. Два кохерентни процепа интерферират и дават равномерно разположени светли ивици — Δy = λL/d. Уголеми d и ивиците се сгъстяват. Безплатна виртуална физическа лаборатория в браузъра с живи SI измервания и упътване.

двоен процеп на Юнг

Два кохерентни процепа интерферират и дават равномерно разположени светли ивици — Δy = λL/d. Уголеми d и ивиците се сгъстяват.

Кохерентни източници от два процепа произвеждат фаза, зависеща от дължината на пътя. Усилващата интерференция при Δy = λL/d дава равномерно разположени светли ивици. По-тясно разстояние d сгъстява ивиците; по-дълга вълна ги разпръсква — класическата демонстрация на Юнг за вълновата природа на светлината.

• Δy = λL/d
• Усилващи ивици

Резюме на изследването

Планирай въпроса, преди да отвориш лабораторията

Краткото описание повтаря пререндерираната страница: водещият въпрос, съперничещите предсказвания, ролите на променливите, управляващите закони, постановката, анализът и разширяващите подсказки остават видими и в този ред.

Водещ въпрос

Светлина, минаваща през два плътно разположени процепа, създава картина от светли и тъмни ивици на екран. Прави ли приближаването на процепите един към друг ивиците по-плътно или по-широко разположени?

Предсказвания за преценка

• По-тясно разположение за по-близки процепи.
• Разстоянието между ивиците не зависи от разстоянието между процепите.
• По-широко — по-малко разстояние между процепите разпръсква картината на ивици повече.

Роли на променливите

Какво задаваш ти:

• Разстояние между процепите d (µm)

Какво измерваш:

• Разстояние между ивиците y (mm)

Как протича изследването

1. Отвори настройката двоен процеп на Юнг и натисни Нулирай. Дължината на вълната на светлината е 550 nm; екранът седи на 100 cm от процепите.
2. Включи показанието за разстояние между ивиците.
3. Задай разстоянието между процепите за всеки опит и запиши полученото разстояние между ивиците на екрана.

Управляващо уравнение

Разстояние между ивиците на двоен процеп — Δy = λL/d

Два кохерентни процепа, разделени с разстояние d, произвеждат интерференчни ивици на екран на разстояние L, разположени на y = λL/d. По-близки процепи (по-малко d) разпръскват картината по-широко; по-дълга вълна също разширява разстоянието.

Какво иска да изчислят учениците печатният работен лист

• За един опит изчисли y = λL/d с λ = 550 nm, L = 100 cm (внимателно превръщайки единици, за да получиш y в mm). Сравни с таблицата.
• Обясни, с y = λL/d, защо по-малко разстояние между процепите d произвежда ПО-ШИРОКО разположени ивици — обратното на това, което би предположил първо.

Къде това се появява извън лабораторията

• Този експеримент може да се пусне обратно: измери разстоянието между ивиците, разстоянието между процепите и разстоянието до екрана, после реши за λ. Така физиците първо точно измериха дължината на вълната на видимата светлина. Обясни защо е нужно много малко разстояние между процепите d (спрямо дължините на вълните на видимата светлина), за да се произведе картина от ивици, достатъчно широка, за да се види и измери.
• Оригиналният експеримент на Юнг се нуждаеше светлината и от двата процепа да е кохерентна (фиксирана фазова връзка), за да произведе стабилна интерференчна картина — ползвайки един малък източник, осветяващ и двата процепа, вместо две отделни лампи. Защо две независими, некорелирани светлинни източници не биха произвели стабилна, видима картина от ивици?

• AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
• IB Physics — C.3 Wave phenomena
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Добре дошъл при двоения процеп на Юнг
2. Избери двойния процеп
3. Натисни Пусни
4. Светли и тъмни ивици
5. Отвори панела Свойства
6. Справи се!

Отвори интерактивната симулация, за да изградиш сцената, натисни Пусни и разгледай с живи измервания и насочено упътване.

Отвори интерактивната лаборатория →

Изтегли работния лист →

Интерференция и дифракция