Διπλή σχισμή Young: Μέτρηση μήκους κύματος φωτός

1 · Πρόβλεψε

Φως που περνά μέσα από δύο στενά απέχουσες σχισμές δημιουργεί σχήμα φωτεινών και σκοτεινών κροσσών σε οθόνη. Η προσέγγιση των σχισμών πιο κοντά μεταξύ τους κάνει τους κροσσούς πιο πυκνά ή πιο ευρέως απέχοντες;

2 · Διάταξη

  1. Άνοιξε την προεπιλογή young-double-slit και πάτησε Επαναφορά. Μήκος κύματος φωτός 550 nm· η οθόνη κάθεται 100 cm από τις σχισμές.
  2. Ενεργοποίησε την ένδειξη απόστασης κροσσών.
  3. Ρύθμισε την απόσταση σχισμών για κάθε δοκιμή και κατέγραψε την προκύπτουσα απόσταση κροσσών στην οθόνη.

3 · Συλλογή Δεδομένων

Απόσταση σχισμών d (µm)Απόσταση κροσσών y (mm)
50.00
100.00
150.00

Χαράξε την απόσταση κροσσών y (άξονας y) έναντι του 1/d (άξονας x) για τις τρεις δοκιμές σου. Είναι η γραμμή ευθεία και περνά από την αρχή των αξόνων;

4 · Ανάλυση

  1. Για μία δοκιμή, υπολόγισε y = λL/d χρησιμοποιώντας λ = 550 nm, L = 100 cm (μετατρέποντας μονάδες προσεκτικά για να πάρεις y σε mm). Σύγκρινε με τον πίνακα.
  2. Εξήγησε, χρησιμοποιώντας y = λL/d, γιατί μικρότερη απόσταση σχισμών d παράγει ΕΥΡΥΤΕΡΑ απέχοντες κροσσούς — το αντίθετο από ό,τι θα μάντευες αρχικά.

5 · Επέκταση

  1. Αυτό το πείραμα μπορεί να τρέξει αντίστροφα: μέτρησε την απόσταση κροσσών, την απόσταση σχισμών και την απόσταση οθόνης, και μετά λύσε για λ. Έτσι μέτρησαν πρώτα οι φυσικοί ακριβώς το μήκος κύματος ορατού φωτός. Εξήγησε γιατί πολύ μικρή απόσταση σχισμών d (σε σύγκριση με μήκη κύματος ορατού φωτός) είναι απαραίτητη για να παραχθεί σχήμα κροσσών αρκετά ευρύ για να δεις και να μετρήσεις.
  2. Το αρχικό πείραμα Young χρειαζόταν το φως και από τις δύο σχισμές να είναι συνεκτικό (σταθερή σχέση φάσης) για να παράξει σταθερό σχήμα συμβολής — χρησιμοποιώντας ενιαία μικρή πηγή που φωτίζει και τις δύο σχισμές, αντί για δύο χωριστές λάμπες. Γιατί δύο ανεξάρτητες, ασυσχέτιστες φωτεινές πηγές δεν θα παρήγαγαν σταθερό, ορατό σχήμα κροσσών;

Η Φυσική Πίσω από Αυτό το Πείραμα

Απόσταση κροσσών διπλής σχισμής

Δύο συνεκτικές σχισμές σε απόσταση d παράγουν κροσσούς συμβολής σε οθόνη σε απόσταση L, απέχοντες κατά y = λL/d. Πιο κοντινές σχισμές (μικρότερο d) απλώνουν το σχήμα ευρύτερα· μεγαλύτερο μήκος κύματος επίσης πλαταίνει την απόσταση.

← Πίσω στο πείραμα

Οπτική

138 δωρεάν εκτυπώσιμα φύλλα εργασίας φυσικής