Youngova dvojitá štěrbina: měření vlnové délky světla

1 · Predikuj

Světlo procházející dvěma těsně rozestavenými štěrbinami vytváří obrazec světlých a tmavých proužků na stínítku. Dělá přiblížení štěrbin k sobě proužky těsněji, nebo šířeji rozestavené?

• Těsnější rozestup pro bližší štěrbiny.
• Rozestup proužků na rozestupu štěrbin nezávisí.
• Šíře — menší rozestup štěrbin roztahuje obrazec proužků víc.

2 · Sestavení

1. Otevři předvolbu young-double-slit a stiskni Resetovat. Vlnová délka světla je 550 nm; stínítko sedí 100 cm od štěrbin.
2. Zapni odečet rozestupu proužků.
3. Nastav rozestup štěrbin pro každý pokus a zapiš výsledný rozestup proužků na stínítku.

3 · Sbírej data

Vynes rozestup proužků y (osa y) proti 1/d (osa x) pro své tři pokusy. Prochází čára počátkem?

4 · Analyzuj

1. Pro jeden pokus spočti y = λL/d s λ = 550 nm, L = 100 cm (pečlivým převodem jednotek pro y v mm). Porovnej s tabulkou.
2. Vysvětli pomocí y = λL/d, proč menší rozestup štěrbin d produkuje ŠÍŘE rozestavené proužky — opak toho, co bys nejdřív tipoval.

5 · Rozšiř

1. Tento experiment lze spustit pozpátku: změř rozestup proužků, rozestup štěrbin a vzdálenost stínítka, pak vyřeš pro λ. Tak fyzikové poprvé přesně změřili vlnovou délku viditelného světla. Vysvětli, proč velmi malý rozestup štěrbin d (ve srovnání s vlnovými délkami viditelného světla) je nutný k produkci obrazce proužků dost širokého na vidění a měření.
2. Youngův původní experiment potřeboval, aby světlo z obou štěrbin bylo koherentní (pevný fázový vztah) pro stabilní interferenční obrazec — používal jediný malý zdroj osvětlující obě štěrbiny místo dvou oddělených lamp. Proč by dva nezávislé, nekorelované zdroje světla nevytvořily stabilní, viditelný obrazec proužků?

Fyzika za tímto experimentem

← Zpět na experiment

138 bezplatných tisknutelných pracovních listů z fyziky