Youngi topeltpilu: valguse lainepikkuse mõõtmine

1 · Ennusta

Läbi kahe tihedalt paikneva pilu läinud valgus tekitab ekraanile heledate ja tumedate ribade mustri. Kas pilude lähemale liigutamine muudab ribad tihedamalt või laiemalt paiknevaks?

• Tihedamalt paiknevad ribad lähemal piludel.
• Ribade vahe ei sõltu pilude vahelt.
• Laiemalt — väiksem pilude vahe levitab ribade mustri rohkem laiali.

2 · Seadista

1. Ava Youngi topeltpilu eelseadistus ja vajuta Lähtesta. Valguse lainepikkus on 550 nm; ekraan istub 100 cm kaugusel piludest.
2. Lülita sisse ribade vahede näit.
3. Sea iga katse jaoks pilude vahe ja kirjuta üles tulev ribade vahe ekraanil.

3 · Kogu andmeid

Joonista ribade vahe y (y-telg) 1/d (x-telg) suhtes oma kolme katse jaoks. Kas joon on sirge läbi origo?

4 · Analüüsi

1. Arvuta ühes katses y = λL/d, kasutades λ = 550 nm, L = 100 cm (ühikuid hoolikalt teisendades, et saada y mm-des). Võrdle tabeliga.
2. Selgita y = λL/d abil, miks väiksem pilude vahe d annab LAIEMALT paiknevad ribad — vastupidine sellele, mida sa esialgu arvata võiksid.

5 · Laienda

1. Seda eksperimenti saab käitada tagurpidi: mõõda ribade vahe, pilude vahe ja ekraani kaugus, seejärel lahenda λ. Nii mõõtsid füüsikud esimest korda täpselt nähtava valguse lainepikkuse. Selgita, miks väga väike pilude vahe d (võrreldes nähtava valguse lainepikkustega) on vajalik, et tekitada piisavalt lai, näha ja mõõta ribade muster.
2. Youngi algne eksperiment vajas, et mõlema pilu valgus oleks koherentne (fikseeritud faasiseos), et tekitada stabiilne interferentsimuster — kasutades ühte väikest allikat, mis valgustab mõlemat pilu, pigem kui kaht eraldi lampi. Miks ei annaks kaks sõltumatut, korreleerimata valgusallikat stabiilset, nähtavat ribade mustrit?

Selle eksperimendi füüsika

← Tagasi eksperimendi juurde

138 tasuta prinditavat füüsika töölehte