Optika
Diffrakció egyszeres résen
Egyetlen rés széles centrális maximumba teríti a fényt halványabb oldalsávokkal; az első sötét sáv a·sinθ = λ-nél van.
Diffrakció egyszeres résen — interaktív Optika szimuláció. Egyetlen rés széles centrális maximumba teríti a fényt halványabb oldalsávokkal; az első sötét sáv a·sinθ = λ-nél van. Ingyenes, böngészőben futó virtuális fizikalabor élő SI-mérésekkel és vezetett tutoriallal.
Diffrakció egyszeres résen
Egyetlen rés széles centrális maximumba teríti a fényt halványabb oldalsávokkal; az első sötét sáv a·sinθ = λ-nél van.
Egyetlen apertúra szinkron alakú mintázatba diffrakálja a fényt. Az első sötét sáv a sin θ = λ-nél jelentkezik, meghatározva a centrális leb szögletes szélességét. A szűkebb rések szélesebb mintázatot adnak — az optikai felbontás határa és a diffrakciós rácsok alapja.
- a sin θ = mλ
- Széles centrális maximum
Vizsgálódási összefoglaló
Tervezd meg a kérdést, mielőtt megnyitod a labort
Az összefoglaló a előrenderelt oldalt tükrözi: vezérlő kérdés, versengő jóslatok, változószerepek, vezérlő törvények, beállítás, elemzés és bővítési feladatok láthatóak és ebben a sorrendben maradnak.
Vezérlő kérdés
az EGYETLEN keskeny résen áthaladó fény is mintává terül szét egy ernyőn (elhajlás), világos középső sávval, oldalain halványabb csíkokkal. A szélesebb rés jobban vagy kevésbé teríti szét ezt az elhajlási mintát, mint a keskenyebb?
Mérlegelendő jóslatok
- Kevesebbet — a szélesebb rés keskenyebb, szorosabban zárt elhajlási mintát ad.
- A szélesebb rés jobban szétteríti a mintát.
- A rés szélessége nem befolyásolja az elhajlási minta terjedését.
Változószerepek
Amit te állítasz be:
- Résszélesség a (µm)
Amit mérsz:
- Első minimum helyzete y (mm)
Hogyan fut a vizsgálódás
- Nyisd meg a single-slit előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A fény hullámhossza 550 nm; az ernyő 100 cm-re ül a réstől.
- Engedélyezd az első minimum helyzetének kijelzőjét.
- Állítsd be a rés szélességét minden mérésnél, és rögzítsd az első sötét csík (minimum) helyzetét.
Vezéregyenlet
Az egyetlen rés első elhajlási minimuma — a·sinθ = mλ
Az a szélességű egyetlen rés első sötét csíkját (minimumát) y = λL/a szögnél/helyzetben adja egy L távolságban lévő ernyőn — ugyanaz a képletalak, mint a kétrés-csíktávolság, de a rés saját szélessége uralja, nem két rés közti távolság.
Amit a nyomtatható munkalap megoldatnia ad a diákokkal
- Egy mérésnél számítsd ki a y = λL/a λ = 550 nm, L = 100 cm használatával (az egységeket mm-re váltva — ez az ELSŐ sötét csík helyzete, m = 1). Hasonlítsd a táblázathoz.
- Hasonlítsd össze e képlet alakját a kétrés-csíkképlettel, de vedd észre, hogy az egyetlen rés saját SZÉLESSÉGE a-t használja, nem két rés közti távolságot. Magyarázd meg, miért adja a keskenyebb egyetlen rés SZÉLESEBB központi elhajlási mintát — az intuícióval ellentétben, de ugyanazzal az 1/szélesség skálázással következetesen.
Hol bukkan fel ez a laboron túl
- Ugyanez a fizika (a keskenyebb nyílások erősebben hajtják el a fényt) alapvető határt szab arra, milyen élesen tud bármely lencse vagy távcső fókuszálni vagy finom részletet felbontani — a diffrakciós határ. Magyarázd meg, miért ad élesebb felbontóképességet (nem homályosabbat) a nagyobb távcső-nyílás (mint a kétrés tágabb távolsága).
- Az egyetlen rés elhajlási mintája egy központi világos sáv, egyre halványuló oldalsávokkal; a kétrés interferenciamintája sok, sűrűn következő, hasonló fényességű világos csík, mind egy tágabb egyrés-elhajlási burkológörbén belül. Magyarázd meg, miért mutatja valójában a valódi kétrés-kísérlet (nem nulla szélességű résekkel) MINDKÉT hatást együtt.
- 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
- Üdv az Egyszeres résnél
- Válaszd ki a rést
- Nyomd meg az Indítást
- Széles centrális maximum
- Nyisd meg a Tulajdonságok panelt
- Sikerült!
Nyisd meg az interaktív szimulációt a jelenet megépítéséhez, nyomd meg az Indítást, és fedezz fel élő mérésekkel és vezetett tutoriallal.