اپتیک
شکاف دوتایی یانگ
دو شکاف همدوس تداخل میکنند تا فریزهای روشن همفاصله بدهند — Δy = λL/d. d را پهن کنید و فریزها به هم میفشرند.
شکاف دوتایی یانگ — شبیهسازی تعاملی اپتیک. دو شکاف همدوس تداخل میکنند تا فریزهای روشن همفاصله بدهند — Δy = λL/d. d را پهن کنید و فریزها به هم میفشرند. آزمایشگاه مجازی فیزیکِ رایگانِ مرورگری با اندازهگیریهای زندهٔ SI و آموزش هدایتشده.
دوشکاف یانگ
دو شکاف همدوس تداخل میکنند تا فریزهای روشن همفاصله بدهند — Δy = λL/d. d را پهن کنید و فریزها به هم میفشرند.
چشمههای همدوس از دو شکاف فازی وابسته به طول مسیر میسازند. تداخل سازنده در Δy = λL/d فریزهای روشن همفاصله میدهد. فاصلهٔ شکاف d باریکتر فریزها را میفشرد؛ طول موج بلندتر پهنشان میکند — نمایش کلاسیک یانگ از ماهیت موجی نور.
- Δy = λL/d
- نوارهای سازنده
خلاصهٔ پژوهش
پرسش را پیش از بازکردن آزمایشگاه برنامهریزی کنید
این خلاصه همان صفحهٔ از پیش رندرشده است: پرسش محوری، پیشبینیهای رقیب، نقش متغیرها، قوانین حاکم، برپاسازی، تحلیل و پرسشهای گسترش — به همین ترتیب و همیشه در دید میمانند.
پرسش محوری
نور گذرنده از دو شکاف بههمنزدیک، الگوی حاشیههای روشن و تاریک روی پرده میسازد. آیا نزدیکترکردن شکافها حاشیهها را فشردهتر یا پهنتر میکند؟
پیشبینیهایی که باید سنجیده شوند
- فاصلهگذاری فشردهتر برای شکافهای نزدیکتر.
- فاصلهٔ حاشیه به فاصلهٔ شکاف بستگی ندارد.
- پهنتر — فاصلهٔ شکاف کوچکتر الگوی حاشیه را بیشتر میگسترد.
نقش متغیرها
آنچه شما تنظیم میکنید:
- فاصلهٔ شکاف d (µm)
آنچه اندازه میگیرید:
- فاصلهٔ خطوط y (mm)
پژوهش چگونه اجرا میشود
- پیشتنظیم شکاف دوتایی یانگ را باز کنید و Reset بزنید. طول موج نور 550 nm است؛ پرده 100 cm از شکافها فاصله دارد.
- قرائت فاصلهٔ حاشیه را فعال کنید.
- فاصلهٔ شکافها را برای هر آزمایش تنظیم کنید و فاصلهٔ حاشیه حاصل روی پرده را ثبت کنید.
معادلهٔ حاکم
فاصلهٔ خطوط شکاف دوگانه — Δy = λL/d
دو شکاف منسجم با فاصلهٔ d روی پردهای در فاصلهٔ L خطوط تداخلی با فاصلهٔ y = λL/d میسازند. شکافهای نزدیکتر (d کوچکتر) الگو را بازتر پهن میکنند؛ طول موج بلندتر نیز فاصله را زیاد میکند.
برگهٔ کار چاپی از دانشآموزان چه میخواهد به دست آورند
- برای یک آزمایش، y = λL/d را با λ = 550 nm و L = 100 cm حساب کنید (با تبدیل دقیق یکاها تا y برحسب mm درآید). با جدول مقایسه کنید.
- با استفاده از y = λL/d توضیح دهید چرا فاصلهٔ شکاف کوچکتر d، خطوط با فاصلهٔ بازتر میسازد — برخلاف حدس اول.
کجا غیر از آزمایشگاه خودش را نشان میدهد
- این آزمایش را میتوان وارونه اجرا کرد: فاصلهٔ حاشیه، فاصلهٔ شکاف و فاصلهٔ پرده را بسنجید و λ را حل کنید. فیزیکدانها اولین بار همینطور طول موج نور مرئی را دقیق سنجیدند. توضیح دهید چرا فاصلهٔ شکاف بسیار کوچک d (نسبت به طول موجهای نور مرئی) لازم است تا الگوی حاشیهای بهاندازهٔ دیدن و سنجیدن پهن شود.
- آزمایش اصلی یانگ لازم داشت نور دو شکاف همدوس باشد (رابطهٔ فاز ثابت) تا الگوی تداخل پایدار بسازد — با یک منبع کوچک واحد که هر دو شکاف را روشن میکرد، نه دو چراغ جدا. چرا دو منبع نور مستقل و بیهمبسته، الگوی حاشیهٔ پایدار و دیدنی نمیساختند؟
- 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
- به دوشکاف یانگ خوش آمدید
- انتخاب دوشکاف
- Play را بفشارید
- فریزهای روشن و تاریک
- پنل ویژگیها را باز کنید
- انجامش دادید!
شبیهسازی تعاملی را باز کنید تا صحنه را بسازید، Play را بفشارید و با اندازهگیریهای زنده و آموزش هدایتشده کاوش کنید.