सिंगल-स्लिट विवर्तन: एक अलग प्रकार का पैटर्न

1 · भविष्यवाणी

एक संकीर्ण झिरी से गुजरने वाली रोशनी भी स्क्रीन पर एक पैटर्न (विवर्तन) में फैलती है, जिसमें एक चमकदार केंद्रीय बैंड होता है जो डिमर फ्रिंज से घिरा होता है। क्या एक चौड़ी झिरी इस विवर्तन पैटर्न को एक संकरी झिरी की तुलना में अधिक या कम फैलाती है?

• कम - एक चौड़ा भट्ठा एक संकीर्ण, अधिक मजबूती से सीमित विवर्तन पैटर्न उत्पन्न करता है।
• एक चौड़ा स्लिट पैटर्न को अधिक फैलाता है।
• स्लिट की चौड़ाई विवर्तन पैटर्न के प्रसार को प्रभावित नहीं करती है।

2 · सेट अप

1. single-slit प्रीसेट खोलें और रीसेट दबाएँ। प्रकाश तरंग दैर्ध्य 550 एनएम है; स्क्रीन स्लिट से 100 सेमी पर है।
2. first-minimum स्थिति रीडआउट सक्षम करें।
3. प्रत्येक परीक्षण के लिए स्लिट की चौड़ाई निर्धारित करें और पहले डार्क फ्रिंज (न्यूनतम) की स्थिति रिकॉर्ड करें।

3 · डेटा एकत्रित करें

अपने तीन परीक्षणों के लिए 1 /a (x-अक्ष) के विरुद्ध first-minimum स्थिति y (y-अक्ष) प्लॉट करें।

4 · विश्लेषण करें

1. एक परीक्षण के लिए, λ = 550 nm, L = 100 सेमी का उपयोग करके y = λL/a की गणना करें (y को मिमी में प्राप्त करने के लिए इकाइयों को परिवर्तित करना - यह पहली डार्क फ्रिंज, m = 1 की स्थिति है)। तालिका से तुलना करें.
2. इस सूत्र के आकार की तुलना double-slit फ्रिंज सूत्र से करें, लेकिन ध्यान दें कि यह दो स्लिटों के बीच अलगाव के बजाय एकल स्लिट की WIDTH a का उपयोग करता है। बताएं कि एक संकीर्ण एकल स्लिट एक व्यापक केंद्रीय विवर्तन पैटर्न क्यों उत्पन्न करता है - अंतर्ज्ञान के विपरीत, लेकिन समान 1 /width स्केलिंग के अनुरूप।

5 · विस्तार

1. यही भौतिकी (संकीर्ण एपर्चर प्रकाश को अधिक विवर्तित करता है) एक मौलिक सीमा निर्धारित करता है कि कोई भी लेंस या टेलीस्कोप कितनी तेजी से बारीक विवरण पर ध्यान केंद्रित कर सकता है या हल कर सकता है - विवर्तन सीमा। बताएं कि क्यों एक बड़ा टेलीस्कोप एपर्चर (double-slit की व्यापक दूरी की तरह) तेज रिज़ॉल्यूशन शक्ति देता है, धुंधला नहीं।
2. एकल स्लिट के विवर्तन पैटर्न में एक केंद्रीय उज्ज्वल बैंड होता है जिसमें उत्तरोत्तर मंद पार्श्व बैंड होते हैं; एक डबल स्लिट के हस्तक्षेप पैटर्न में समान चमक के कई closely-spaced उज्ज्वल फ्रिंज होते हैं, जो सभी एक व्यापक single-slit विवर्तन लिफाफे के भीतर सवार होते हैं। बताएं कि एक वास्तविक double-slit प्रयोग (गैर-शून्य चौड़ाई के स्लिट के साथ) वास्तव में दोनों प्रभावों को संयुक्त रूप से क्यों दिखाता है।

इस प्रयोग के पीछे का भौतिकी

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