Young kétrés-kísérlete: a fény hullámhosszának mérése

1 · Jóslás

A két szorosan egymás melletti résen áthaladó fény világos és sötét csíkok mintáját hozza létre egy ernyőn. A részek közelebb hozása sűrűbbé vagy tágabbá teszi a csíkokat?

• Sűrűbb csíkok a közelebbi résekhez.
• A csíktávolság nem függ a réstávolságtól.
• Tágábbá — a kisebb réstávolság jobban széttárja a csíkmintát.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a young-double-slit előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A fény hullámhossza 550 nm; az ernyő 100 cm-re ül a résektől.
2. Engedélyezd a csíktávolság-kijelzőt.
3. Állítsd be a réstávolságot minden mérésnél, és rögzítsd az ernyőn keletkező csíktávolságot.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold a y csíktávolságot (y-tengely) az 1/d-vel (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal az origón át?

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki a y = λL/d λ = 550 nm, L = 100 cm használatával (az egységeket gondosan váltva, hogy y mm-ben legyen). Hasonlítsd a táblázathoz.
2. Magyarázd meg a y = λL/d-vel, miért adja a kisebb d réstávolság TÁGABB csíkokat — az ellenkezője annak, amit elsőre sejtenél.

5 · Kiterjesztés

1. Ez a kísérlet fordítva is futtatható: mérd meg a csíktávolságot, a réstávolságot és az ernyőtávolságot, majd oldd meg λ-ra. Így mérték a fizikusok először pontosan a látható fény hullámhosszát. Magyarázd meg, miért kell nagyon kicsi d réstávolság (a látható fény hullámhosszaihoz képest) ahhoz, hogy elég széles, látható és mérhető csíkminta keletkezzen.
2. Young eredeti kísérletéhez a két rés fényének koherensnek (rögzített fázisviszonyúnak) kellett lennie egy stabil interferenciamintához — egyetlen kis forrást használva mindkét rés megvilágítására, nem két külön lámpát. Miért nem adna két független, korrelálatlan fényforrás stabil, látható csíkmintát?

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap