La doble escletxa de Young: mesurar la longitud d'ona de la llum
1 · Prediu
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?
- 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.
2 · Configura
- 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.
- Activa la lectura de separació de franges.
- Defineix la separació d'escletxes per a cada prova i enregistra la separació de franges resultant a la pantalla.
3 · Recull dades
| Separació entre escletxes d (µm) | Separació de franges y (mm) |
|---|---|
| 50.00 | |
| 100.00 | |
| 150.00 |
Representa la separació de franges y (eix y) contra 1/d (eix x) per a les tres proves. La línia és recta i passa per l'origen?
4 · Analitza
- 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.
5 · Amplia
- 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?
La física al darrere d'aquest experiment
Separació de franges de la doble escletxa
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.
Òptica
- Lent convergent: imatges reals més enllà de 2f
- El punt focal: on les imatges escapolen a l'infinit
- Una lent com a lupa
- Una lent divergent: sempre virtual, sempre reduïda
- Un mirall còncau: imatges reals com una lent convergent
- Un mirall convex: sempre una imatge virtual reduïda
- El mirall pla: un cas especial invariant
- Profunditat aparent: per què una piscina sembla menys fonda del que és
- Reflexió total interna: l'angle límit
- Un relé de dues lents: encadenar imatges
- El microscopi compost: dues lents per a gran augment
- Un ampliador fotogràfic: dues lents per a una imatge real més gran
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles