Difrakcija na jednom otvoru: drugačija vrsta uzorka

1 · Predviđanje

Svjetlost koja prolazi kroz JEDAN uski otvor također se širi u uzorak na zaslonu (difrakcija), sa svijetlom središnjom trakom obrubljenom tamnijim prugama. Širi li širi otvor ovaj difrakcijski uzorak više ili manje od užeg?

• Manje — širi otvor daje uži, tješnje ograničen difrakcijski uzorak.
• Širi otvor više širi uzorak.
• Širina otvora ne utječe na širenje difrakcijskog uzorka.

2 · Postava

1. Otvori postav single-slit i pritisni Resetiraj. Valna duljina svjetlosti je 550 nm; zaslon sjedi 100 cm od otvora.
2. Omogući očitanje položaja prvog minimuma.
3. Postavi širinu otvora za svaki pokušaj i zabilježi položaj prve tamne pruge (minimuma).

3 · Prikupljanje podataka

Nacrtaj položaj prvog minimuma y (y-os) naspram 1/a (x-os) za svoja tri pokušaja.

4 · Analiza

1. Za jedan pokušaj izračunaj y = λL/a koristeći λ = 550 nm, L = 100 cm (pretvarajući jedinice za y u mm — ovo je položaj PRVE tamne pruge, m = 1). Usporedi s tablicom.
2. Usporedi oblik ove formule s formulom pruga dvostrukog otvora, ali primijeti da koristi širinu JEDNOG otvora a, a ne razmak između dva otvora. Objasni zašto uži jedan otvor daje ŠIRI središnji difrakcijski uzorak — suprotno intuiciji, ali u skladu s istim skaliranjem 1/širina.

5 · Proširenje

1. Ista ova fizika (uži otvori jače difraktiraju svjetlost) postavlja fundamentalnu granicu koliko oštro bilo koja leća ili teleskop može fokusirati ili razlučiti sitne detalje — difrakcijska granica. Objasni zašto veća apertura teleskopa (poput šireg razmaka u dva otvora) daje oštriju moć razlučivanja, a ne zamućeniju.
2. Difrakcijski uzorak jednog otvora ima jednu središnju svijetlu traku s postupno tamnijim bočnim trakama; interferencijski uzorak dva otvora ima mnogo gusto razmaknutih svijetlih pruga slične svjetline, sve unutar šire difrakcijske ovojnice jednog otvora. Objasni zašto pravi pokus s dva otvora (s otvorima nenulte širine) zapravo pokazuje OBA učinka zajedno.

Fizika iza ovog pokusa

← Natrag na pokus

138 besplatnih radnih listova iz fizike za ispis