Περίθλαση μονής σχισμής: Άλλο είδος σχήματος

1 · Πρόβλεψε

Φως που περνά μέσα από ΜΙΑ στενή σχισμή επίσης απλώνεται σε σχήμα σε οθόνη (περίθλαση), με φωτεινή κεντρική ζώνη πλαισιωμένη από πιο αχνές κροσσούς. Απλώνει ευρύτερη σχισμή αυτό το σχήμα περίθλασης περισσότερο ή λιγότερο από στενότερη;

• Λιγότερο — ευρύτερη σχισμή παράγει στενότερο, πιο σφιχτά περιορισμένο σχήμα περίθλασης.
• Ευρύτερη σχισμή απλώνει το σχήμα περισσότερο.
• Το πλάτος σχισμής δεν επηρεάζει την απλούστωση σχήματος περίθλασης.

2 · Διάταξη

1. Άνοιξε την προεπιλογή single-slit και πάτησε Επαναφορά. Μήκος κύματος φωτός 550 nm· η οθόνη κάθεται 100 cm από τη σχισμή.
2. Ενεργοποίησε την ένδειξη θέσης πρώτου ελαχίστου.
3. Ρύθμισε το πλάτος σχισμής για κάθε δοκιμή και κατέγραψε τη θέση της πρώτης σκοτεινής κροσσού (ελάχιστο).

3 · Συλλογή Δεδομένων

Χαράξε τη θέση πρώτου ελαχίστου y (άξονας y) έναντι του 1/a (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου.

4 · Ανάλυση

1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε y = λL/a χρησιμοποιώντας λ = 550 nm, L = 100 cm (μετατρέποντας μονάδες για να πάρεις y σε mm — αυτή είναι η θέση της ΠΡΩΤΗΣ σκοτεινής κροσσού, m = 1). Σύγκρινε με τον πίνακα.
2. Σύγκρινε το σχήμα αυτού του τύπου με τον τύπο κροσσών διπλής σχισμής, αλλά πρόσεξε ότι χρησιμοποιεί το ΠΛΑΤΟΣ a της μονής σχισμής αντί για απόσταση μεταξύ δύο σχισμών. Εξήγησε γιατί στενότερη μονή σχισμή παράγει ΕΥΡΥΤΕΡΟ κεντρικό σχήμα περίθλασης — αντίθετο με τη διαίσθηση, αλλά συνεπές με την ίδια κλιμάκωση 1/πλάτος.

5 · Επέκταση

1. Αυτή η ίδια φυσική (στενότερες οπές περίθλασης φωτός περισσότερο) θέτει θεμελιώδες όριο στο πόσο απότομα μπορεί οποιοσδήποτε φακός ή τηλεσκόπιο να εστιάσει ή να διαλύσει λεπτομέρεια — το όριο περίθλασης. Εξήγησε γιατί μεγαλύτερο άνοιγμα τηλεσκοπίου (όπως η ευρύτερη απόσταση διπλής σχισμής) δίνει οξύτερη ικανότητα διάλυσης, όχι πιο θολή.
2. Το σχήμα περίθλασης μονής σχισμής έχει μία κεντρική φωτεινή ζώνη με προοδευτικά πιο αχνές πλάγιες ζώνες· το σχήμα συμβολής διπλής σχισμής έχει πολλούς πυκνά απέχοντες φωτεινούς κροσσούς παρόμοιας φωτεινότητας, όλους να κινούνται μέσα σε ευρύτερο φάκελο περίθλασης μονής σχισμής. Εξήγησε γιατί πραγματικό πείραμα διπλής σχισμής (με σχισμές μη μηδενικού πλάτους) στην πραγματικότητα δείχνει ΚΑΙ ΤΑ ΔΥΟ φαινόμενα συνδυασμένα.

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

← Πίσω στο πείραμα

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής