Optik

Youngs dobbeltspalte

To koherente spalter interfererer og giver jævnt fordelte lyse striber — Δy = λL/d. Gør d større, og striberne trækker sig sammen.

Youngs dobbeltspalte — interaktiv Optik-simulation. To koherente spalter interfererer og giver jævnt fordelte lyse striber — Δy = λL/d. Gør d større, og striberne trækker sig sammen. Gratis virtuelt fysiklaboratorium i browseren med live SI-målinger og en guidet gennemgang.

Youngs dobbeltspalte

To koherente spalter interfererer og giver jævnt fordelte lyse striber — Δy = λL/d. Gør d større, og striberne trækker sig sammen.

Koherente kilder fra to spalter giver fase, der afhænger af vejlængden. Konstruktiv interferens ved Δy = λL/d giver jævnt fordelte lyse striber. Mindre spalteafstand d trækker striberne tættere; længere bølgelængde spreder dem — Youngs klassiske demonstration af lysets bølgenatur.

• Δy = λL/d
• Konstruktive striber

Undersøgelsesoplæg

Planlæg spørgsmålet, før du åbner laboratoriet

Resuméet spejler den forhåndsrenderede side: drivende spørgsmål, konkurrerende forudsigelser, variablernes roller, styrende love, opsætning, analyse- og udvidelsesspørgsmål forbliver synlige og i denne rækkefølge.

Drivende spørgsmål

Lys, der passerer gennem to tæt liggende spalter, skaber et mønster af lyse og mørke striber på en skærm. Får det at flytte spalterne tættere sammen striberne til at ligge tættere eller mere spredt?

Forudsigelser at afveje

• Tættere mellemrum for tættere spalter.
• Stribeafstanden afhænger ikke af spalteafstanden.
• Mere spredt — mindre spalteafstand udbreder stribemønsteret mere.

Variablers roller

Det, du indstiller:

• Spalteafstand d (µm)

Det, du måler:

• Stribeafstand y (mm)

Sådan forløber undersøgelsen

1. Åbn forudstillingen young-double-slit, og tryk på Nulstil. Lysbølgelængden er 550 nm; skærmen står 100 cm fra spalterne.
2. Slå aflæsningen af stribeafstand til.
3. Indstil spalteafstanden for hver måling, og registrér den resulterende stribeafstand på skærmen.

Styrende ligning

Stribeafstand i dobbeltspalte — Δy = λL/d

To koherente spalter med afstanden d giver interferensstriber på en skærm på afstanden L, med afstanden y = λL/d. Tættere spalter (mindre d) udbreder mønsteret mere; en længere bølgelængde øger også afstanden.

Det, det printbare arbejdsark beder eleverne regne ud

• Beregn for én måling y = λL/d med λ = 550 nm, L = 100 cm (omregn omhyggeligt enheder for at få y i mm). Sammenlign med tabellen.
• Forklar ved hjælp af y = λL/d, hvorfor en mindre spalteafstand d giver MERE SPREDT liggende striber — det modsatte af, hvad man måske først ville gætte.

Hvor det viser sig uden for laboratoriet

• Dette eksperiment kan køres baglæns: mål stribeafstanden, spalteafstanden og skærmafstanden, og løs derefter for λ. Sådan målte fysikere først præcist bølgelængden af synligt lys. Forklar, hvorfor en meget lille spalteafstand d (sammenlignet med bølgelængderne af synligt lys) er nødvendig for at producere et stribemønster, der er bredt nok til at se og måle.
• Youngs oprindelige eksperiment krævede, at lyset fra begge spalter var koherent (en fast faserelation) for at producere et stabilt interferensmønster — ved brug af én lille kilde, der belyste begge spalter, frem for to separate lamper. Hvorfor ville to uafhængige, ukorrelerede lyskilder ikke producere et stabilt, synligt stribemønster?

• 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. Velkommen til Youngs dobbeltspalte
2. Vælg dobbeltspalten
3. Tryk på Afspil
4. Lyse og mørke striber
5. Åbn egenskabspanelet
6. Du klarede det!

Åbn den interaktive simulation for at bygge scenen, tryk på Afspil og udforsk med live-målinger og en guidet gennemgang.

Åbn interaktivt laboratorium →

Download labark →

Interferens og diffraktion