Optika

Youngov pokus s dva otvora

Dva koherentna otvora interferiraju i daju ravnomjerno razmaknute svijetle pruge — Δy = λL/d. Povećaj d i pruge se zgusnu.

Youngov pokus s dva otvora — interaktivna simulacija: Optika. Dva koherentna otvora interferiraju i daju ravnomjerno razmaknute svijetle pruge — Δy = λL/d. Povećaj d i pruge se zgusnu. Besplatan virtualni laboratorij fizike u pregledniku sa SI mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Youngov pokus s dva otvora

Dva koherentna otvora interferiraju i daju ravnomjerno razmaknute svijetle pruge — Δy = λL/d. Povećaj d i pruge se zgusnu.

Koherentni izvori iz dva otvora daju fazu ovisnu o duljini puta. Konstruktivna interferencija na Δy = λL/d daje ravnomjerno razmaknute svijetle pruge. Manji razmak otvora d zgušnjava pruge; dulja valna duljina ih širi — Youngov klasnični pokus valne prirode svjetlosti.

• Δy = λL/d
• Konstruktivne pruge

Sažetak istraživanja

Isplaniraj pitanje prije nego otvoriš laboratorij

Sažetak odražava unaprijed prikazanu stranicu: središnje pitanje, suprotstavljena predviđanja, uloge varijabli, odgovarajući zakoni, postava, analiza i poticaji za proširenje ostaju vidljivi i u ovom redoslijedu.

Središnje pitanje

Svjetlost koja prolazi kroz dva gusto razmaknuta otvora stvara uzorak svijetlih i tamnih pruga na zaslonu. Čini li približavanje otvora pruge gušćima ili razmaknutijima?

Predviđanja za odvagnuti

• Gusće razmaknute pruge za bliže otvore.
• Razmak pruga ne ovisi o razmaku otvora.
• Razmaknutijima — manji razmak otvora više širi uzorak pruga.

Uloge varijabli

Što postavljaš:

• Razmak otvora d (µm)

Što mjeriš:

• Razmak pruga y (mm)

Kako istraživanje teče

1. Otvori postav young-double-slit i pritisni Resetiraj. Valna duljina svjetlosti je 550 nm; zaslon sjedi 100 cm od otvora.
2. Omogući očitanje razmaka pruga.
3. Postavi razmak otvora za svaki pokušaj i zabilježi rezultirajući razmak pruga na zaslonu.

Odgovarajuća jednadžba

Razmak pruga dvostrukog otvora — Δy = λL/d

Dva koherentna otvora razdvojena udaljenošću d daju interferencijske pruge na zaslonu na udaljenosti L, razmaknute s y = λL/d. Bliži otvori (manji d) više šire uzorak; dulja valna duljina također proširuje razmak.

Što ispisivi radni list traži od učenika da izrade

• Za jedan pokušaj izračunaj y = λL/d koristeći λ = 550 nm, L = 100 cm (pažljivo pretvarajući jedinice da y bude u mm). Usporedi s tablicom.
• Objasni, koristeći y = λL/d, zašto manji razmak otvora d daje ŠIRE razmaknute pruge — suprotno od onoga što bi prvo pogodio.

Gdje se ovo pojavljuje izvan laboratorija

• Ovaj pokus može raditi obrnuto: izmjeri razmak pruga, razmak otvora i udaljenost zaslona, zatim riješi za λ. Tako su fizičari prvi put precizno izmjerili valnu duljinu vidljive svjetlosti. Objasni zašto je vrlo mali razmak otvora d (u usporedbi s valnim duljinama vidljive svjetlosti) potreban za uzorak pruga dovoljno širok za viđenje i mjerenje.
• Youngovom izvornom pokusu trebala je svjetlost iz oba otvora koherentna (fiksni fazni odnos) za stabilan interferencijski uzorak — koristeći jedan mali izvor koji obasjava oba otvora, a ne dvije odvojene svjetiljke. Zašto dvije neovisne, nekorelirane svjetlosne ne bi proizvele stabilan, vidljiv uzorak pruga?

• 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

1. Dobro došli u Youngov pokus s dva otvora
2. Odaberi dvostruki otvor
3. Pritisni Pokreni
4. Svijetle i tamne pruge
5. Otvori ploču Svojstva
6. Uspjelo ti je!

Otvori interaktivnu simulaciju za izgradnju scene, pritisni Pokreni i istražuj s mjerenjima u stvarnom vremenu i vođenim tutorijalom.

Otvori interaktivni laboratorij →

Preuzmi radni list →

Interferencija i difrakcija