Youngin kaksoisrako: valon aallonpituuden mittaaminen

1 · Ennusta

Kahden lähekkäin sijoitetun raon läpi kulkeva valo luo kirkkaiden ja tummien kaistojen kuvion näytölle. Tekeekö raovälin lähentäminen kaistoista tiiviimmin vai väljemmin välitettyjä?

• Kapeampi väli lähemmille raonille.
• Kaistaväli ei riipu raovälistä.
• Leveämpi – pienempi raoväli levittää kaistakuviota enemmän.

2 · Kokoa

1. Avaa Youngin kaksoisrako -esiasetus ja paina Nollaa. Valon aallonpituus on 550 nm; näyttö istuu 100 cm:n päässä raonista.
2. Ota käyttöön kaistavälin lukema.
3. Aseta raoväli jokaiselle suoritukselle ja kirjaa syntyvä kaistaväli näytöllä.

3 · Kerää data

Kuvaa kaistaväli y (y-akseli) arvoa 1/d vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi. Onko viiva suora origon kautta?

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske y = λL/d arvoilla λ = 550 nm, L = 100 cm (muuntaen yksiköt huolellisesti saadaksesi y:n millimetreinä). Vertaa taulukkoon.
2. Selitä kaavalla y = λL/d, miksi pienempi raoväli d tuottaa LEVEÄMMIN välitettyjä kaistoja – päinvastoin kuin ensimmäisenä arvaisit.

5 · Laajenna

1. Tämä koe voi toimia päinvastoin: mittaa kaistaväli, raoväli ja näytön etäisyys ja ratkaise sitten λ. Näin fyysikot ensimmäistä kertaa mittasivat tarkasti näkyvän valon aallonpituuden. Selitä, miksi hyvin pieni raoväli d (verrattuna näkyvän valon aallonpituuksiin) on välttämätön tuottamaan tarpeeksi leveän kaistakuvion nähtäväksi ja mitattavaksi.
2. Youngin alkuperäinen koe vaati, että valo molemmista raonista on koherenttia (kiinteä vaihesuhde) tuottaakseen vakaan interferenssikuvion – käyttäen yhtä pientä lähdettä valaisemassa molempia rakaoja, ei kahta erillistä lamppua. Miksi kaksi riippumaton, korreloimaton valonlähde ei tuottaisi vakaata, näkyvää kaistakuviota?

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia