Òptica

Doble escletxa de Young

Dues escletxes coherents interfereixen i donen franges brillants equidistants: Δy = λL/d. Eixampla d i les franges s'apinyen.

Doble escletxa de Young — simulació interactiva de Òptica. Dues escletxes coherents interfereixen i donen franges brillants equidistants: Δy = λL/d. Eixampla d i les franges s'apinyen. Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.

Doble escletxa de Young

Dues escletxes coherents interfereixen i donen franges brillants equidistants: Δy = λL/d. Eixampla d i les franges s'apinyen.

Fonts coherents de dues escletxes produeixen fase dependent de la longitud de camí. La interferència constructiva a Δy = λL/d dóna franges brillants equidistants. Una separació d'escletxes més petita apinya les franges; una longitud d'ona més llarga les escampa: la demostració clàssica de Young de la naturalesa ondulatòria de la llum.

• Δy = λL/d
• Franges constructives

Resum de la investigació

Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori

El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.

Pregunta conductora

La llum que passa per dues escletxes molt properes crea un patró de franges clares i fosques en una pantalla. Fa l'acostament de les escletxes les franges més ajustades o més separades?

Prediccions a valorar

• Separació més estreta per a escletxes més properes.
• La separació de franges no depèn de la separació d'escletxes.
• Més separades: separació d'escletxes més petita obre més el patró de franges.

Rols de les variables

El que tu defines:

• Separació entre escletxes d (µm)

El que tu mesures:

• Separació de franges y (mm)

Com funciona la investigació

1. Obre el predefinit «La doble escletxa de Young» i prem Restableix. La longitud d'ona de la llum és 550 nm; la pantalla seu a 100 cm de les escletxes.
2. Activa la lectura de separació de franges.
3. Defineix la separació d'escletxes per a cada prova i enregistra la separació de franges resultant a la pantalla.

Equació governant

Separació de franges de la doble escletxa — Δy = λL/d

Dues escletxes coherents separades una distància d produeixen franges d'interferència en una pantalla a distància L, espaiades y = λL/d. Escletxes més properes (d més petit) obren més el patró; una longitud d'ona més llarga també eixampla la separació.

El que el full imprimible demana treballar a l'alumne

• Per a una prova, calcula y = λL/d amb λ = 550 nm, L = 100 cm (convertint unitats amb cura per obtenir y en mm). Compara-ho amb la taula.
• Explica, amb y = λL/d, per què una separació d'escletxes més petita produeix franges MÉS SEPARADES: el contrari del que podries endevinar a primera vista.

On apareix això més enllà del laboratori

• Aquest experiment es pot fer al revés: mesura la separació de franges, la separació d'escletxes i la distància de pantalla, i resol per λ. Així van mesurar els físics per primera vegada amb precisió la longitud d'ona de la llum visible. Explica per què una separació d'escletxes molt petita (comparada amb les longituds d'ona de la llum visible) és necessària per produir un patró de franges prou ample per veure i mesurar.
• L'experiment original de Young necessitava que la llum de totes dues escletxes fos coherent (una relació de fase fixa) per produir un patró d'interferència estable: una sola font petita il·luminant totes dues escletxes, en lloc de dos llums separats. Per què dues fonts de llum independents i no correlacionades no produirien un patró de franges estable i visible?

• 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. Benvingut a la Doble escletxa de Young
2. Selecciona la doble escletxa
3. Prem Reprodueix
4. Franges clares i fosques
5. Obre el panell de Propietats
6. Ho has aconseguit!

Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.

Obre el laboratori interactiu →

Descarrega el full de treball →

Interferència i difracció