Дифракция от един процеп: различен вид картина

1 · Предскажи

Светлина, минаваща през ЕДИН тесен процеп, също се разпръсква в картина на екран (дифракция), със светла централна лента, заобиколена от по-слаби ивици. Разпръсква ли по-широк процеп тази дифракционна картина повече или по-малко от по-тесен?

• По-малко — по-широкият процеп произвежда по-тясна, по-плътно ограничена дифракционна картина.
• По-широк процеп разпръсква картината повече.
• Ширината на процепа не влияе на разпръскването на дифракционната картина.

2 · Постановка

1. Отвори настройката един процеп и натисни Нулирай. Дължината на вълната на светлината е 550 nm; екранът седи на 100 cm от процепа.
2. Включи показанието за положение на първия минимум.
3. Задай ширината на процепа за всеки опит и запиши положението на първата тъмна ивица (минимум).

3 · Събери данни

Чертай положението на първия минимум y (ос y) спрямо 1/a (ос x) за трите си опита.

4 · Анализирай

1. За един опит изчисли y = λL/a с λ = 550 nm, L = 100 cm (превръщайки единици, за да получиш y в mm — това е положението на ПЪРВАТА тъмна ивица, m = 1). Сравни с таблицата.
2. Сравни формата на тази формула с формулата за ивици от двоен процеп, но забележи, че тя ползва ШИРИНАТА a на единичния процеп, а не разстояние между два процепа. Обясни защо по-тесен единичен процеп произвежда ПО-ШИРОКА централна дифракционна картина — противно на интуицията, но консистентно със същото мащабиране 1/широчина.

5 · Надгради

1. Същата тази физика (по-тесни отвори дифрактират светлината повече) поставя фундаментална граница на това колко sharply която и да е леща или телескоп може да фокусира или различи фин детайл — дифракционната граница. Обясни защо по-голям телескопичен отвор (като по-широкото разстояние на двоиния процеп) дава по-остра разделителна способност, не по-замъглена.
2. Дифракционната картина на един процеп има една централна светла лента с прогресивно по-слаби странични ленти; интерференчната картина на двоен процеп има много плътно разположени светли ивици със сходна яркост, всички яздещи в рамките на по-широка еднопроцепна дифракционна обвивка. Обясни защо реалният експеримент с двоен процеп (с процепи с ненулева ширина) реално показва И ДВАТА ефекта комбинирани.

Физиката зад този експеримент

← Назад към експеримента

138 безплатни работни листа по физика за печат