Optik

Difraksi celah tunggal

Sebuah celah tunggal menyebarkan cahaya menjadi maksimum pusat yang lebar dengan cuping samping yang lebih redup; garis gelap pertama berada pada a·sinθ = λ.

Difraksi celah tunggal — simulasi Optik interaktif. Sebuah celah tunggal menyebarkan cahaya menjadi maksimum pusat yang lebar dengan cuping samping yang lebih redup; garis gelap pertama berada pada a·sinθ = λ. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.

Difraksi celah tunggal

sebuah celah tunggal menyebarkan cahaya menjadi sebuah maksimum pusat lebar dengan lobus samping yang lebih redup; garis gelap pertama berada di a·sinθ = λ.

Sebuah bukaan tunggal mendifraksikan cahaya menjadi pola berbentuk sinc. Garis gelap pertama terjadi ketika a sin θ = λ, menentukan lebar sudut lobus pusat. Celah yang lebih sempit melebarkan pola — batas resolusi optik dan dasar kisi difraksi.

• a sin θ = mλ
• Maksimum pusat lebar

Singkat investigasi

Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab

Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.

Pertanyaan mengemudi

Cahaya yang melewati celah sempit TUNGGAL juga menyebar menjadi pola pada layar (difraksi), dengan pita tengah yang terang diapit oleh pinggiran yang lebih redup. Apakah celah yang lebih lebar menyebarkan pola difraksi lebih besar atau lebih kecil dibandingkan celah yang lebih sempit?

Prediksi untuk ditimbang

• Lebih sedikit — celah yang lebih lebar menghasilkan pola difraksi yang lebih sempit dan terbatas.
• Celah yang lebih lebar akan menyebarkan pola lebih banyak.
• Lebar celah tidak mempengaruhi penyebaran pola difraksi.

Peran variabel

Apa yang Anda tetapkan:

• Lebar celah a (µm)

Apa yang Anda ukur:

• Posisi minimum pertama y (mm)

Bagaimana penyelidikannya berjalan

1. Buka preset celah tunggal dan tekan Reset. Panjang gelombang cahaya adalah 550 nm; layar berada 100 cm dari celah.
2. Aktifkan pembacaan posisi minimum pertama.
3. Atur lebar celah untuk setiap percobaan dan catat posisi pinggiran gelap pertama (minimum).

Persamaan yang mengatur

Minimum Difraksi Pertama Celah Tunggal — a·sinθ = mλ

Sebuah celah tunggal dengan lebar a menghasilkan pinggiran gelap pertamanya (minimum) pada sudut/posisi y = λL/a pada layar pada jarak L — bentuk rumus yang SAMA dengan jarak pinggiran celah ganda, namun diatur oleh lebar celah itu sendiri, bukan jarak antara dua celah.

Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak

• Untuk satu percobaan, hitung y = λL/a menggunakan λ = 550 nm, L = 100 cm (mengonversi satuan menjadi y dalam mm — ini adalah posisi pinggiran gelap PERTAMA, m = 1). Bandingkan dengan tabel.
• Bandingkan bentuk rumus ini dengan rumus pinggiran celah ganda, namun perhatikan bahwa rumus ini menggunakan LEBAR celah tunggal a dan bukan pemisahan antara dua celah. Jelaskan mengapa celah tunggal yang lebih sempit menghasilkan pola difraksi sentral yang LEBIH LUAS — berlawanan dengan intuisi, namun konsisten dengan skala 1/lebar yang sama.

Di mana hal ini muncul di luar lab

• Fisika yang sama (bukaan yang lebih sempit akan mendifraksikan cahaya lebih banyak) menetapkan batasan mendasar mengenai seberapa tajam lensa atau teleskop dapat memfokuskan atau menyelesaikan detail halus - batas difraksi. Jelaskan mengapa bukaan teleskop yang lebih besar (seperti jarak celah ganda yang lebih lebar) memberikan resolusi yang lebih tajam, bukan lebih buram.
• Pola difraksi celah tunggal memiliki satu pita terang di tengah dengan pita samping yang semakin redup; pola interferensi celah ganda memiliki banyak pinggiran terang yang berjarak berdekatan dengan kecerahan yang sama, semuanya berada dalam selubung difraksi celah tunggal yang lebih luas. Jelaskan mengapa eksperimen celah ganda yang sebenarnya (dengan celah yang lebarnya bukan nol) sebenarnya memperlihatkan KEDUA efek gabungan.

• 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. Selamat datang di celah tunggal
2. Pilih celah
3. Tekan Putar
4. Maksimum pusat lebar
5. Buka inspektur
6. Berhasil!

Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.

Buka Lab Interaktif →

Unduh lembar lab →

Interferensi & Difraksi