Optika

Jingo dvigubas plyšys

Du koherentiški plyšiai interferuoja į tolygiai išdėstytas šviesias juostas — Δy = λL/d. Padidink d ir juostos susigrūda.

Jingo dvigubas plyšys — interaktyvi Optika simuliacija. Du koherentiški plyšiai interferuoja į tolygiai išdėstytas šviesias juostas — Δy = λL/d. Padidink d ir juostos susigrūda. Nemokama naršyklės virtuali fizikos laboratorija su gyvais SI matavimais ir vedama instrukcija.

Jingo dvigubas plyšys

Du koherentiški plyšiai interferuoja į tolygiai išdėstytas šviesias juostas — Δy = λL/d. Padidink d ir juostos susigrūda.

Koherentiški šaltiniai iš dviejų plyšių sukuria nuo kelio ilgio priklausančią fazę. Stiprinanti interferencija ties Δy = λL/d duoda tolygias šviesias juostas. Mažesnis plyšių tarpas d suspaudžia juostas; ilgesnis bangos ilgis išskleidžia — Jingo klasikinis šviesos banginės prigimties demonstravimas.

• Δy = λL/d
• Stiprinančios juostos

Tyrimo santrauka

Suplanuok klausimą dar prieš atidarydamas laboratoriją

Santrauka atspindi iš anksto sugeneruotą puslapį: pagrindinis klausimas, konkuruojantys spėjimai, kintamųjų vaidmenys, valdantys dėsniai, sąranka, analizė ir pratęsimo raginimai išlieka matomi ir būtent šia tvarka.

Pagrindinis klausimas

Šviesa, einanti per du arti išdėstytus plyšius, kuria šviesių ir tamsių juostų raštą ekrane. Ar plyšių sutraukimas arčiau vienas kito daro juostas labiau tankias ar labiau plačias?

Svarstytini spėjimai

• Tankesnis išdėstymas arčiau esantiems plyšiams.
• Juostų tarpas nepriklauso nuo plyšių atskyrimo.
• Platesnes — mažesnis plyšių tarpas labiau išsklaido juostų raštą.

Kintamųjų vaidmenys

Ką tu nustatai:

• Plyšių tarpas d (µm)

Ką tu matauji:

• Juostų tarpas y (mm)

Kaip vyksta tyrimas

1. Atidaryk „Jingo dvigubas plyšys“ eksperimentą ir spausk Atstatyti. Šviesos bangos ilgis yra 550 nm; ekranas sėdi 100 cm nuo plyšių.
2. Įjunk juostų tarpo rodmuo.
3. Nustatyk plyšių atskyrimą kiekvienam bandymui ir užsirašyk gaunamąjį juostų tarpą ekrane.

Valdančioji lygtis

Dvigubo plyšio juostų tarpas — Δy = λL/d

Du koherentūs plyšiai, atskirti d atstumu, gamina interferencines juostas ekrane L atstumu, atskirtas y = λL/d. Arčiau esantys plyšiai (mažesnis d) išsklaido raštą plačiau; ilgesnis bangos ilgis irgi praplatina tarpą.

Ką spausdinamasis darbo lapas prašo mokinių apskaičiuoti

• Vienam bandymui apskaičiuok y = λL/d naudodamas λ = 550 nm, L = 100 cm (atsargiai versdamas vienetus, kad gautum y mm). Palygink su lentele.
• Paaiškink, naudodamas y = λL/d, kodėl mažesnis plyšių atskyrimas d gamina PLAČIAU išdėstytas juostas — priešingai, nei galėjai iš pradžių spėti.

Kur tai pasirodo už laboratorijos ribų

• Šis eksperimentas gali veikti atvirkščiai: išmatuok juostų tarpą, plyšių atskyrimą ir ekrano atstumą, tada išspręsk λ. Taip fizikai pirmą kartą tiksliai išmatavo matomos šviesos bangos ilgį. Paaiškink, kodėl labai mažas plyšių atskyrimas d (lyginant su matomos šviesos bangų ilgiais) yra būtinas, kad būtų pagamintas juostų raštas, pakankamai platus matyti ir matuoti.
• Jingo originalus eksperimentas reikalavo, kad šviesa iš abiejų plyšių būtų koherentiška (fiksuotas fazės ryšys), kad susidarytų stabilus interferencinis raštas — naudojant vieną mažą šaltinį, apšviečiantį abu plyšius, o ne du atskirus lempas. Kodėl du nepriklausomi, nekoreliuoti šviesos šaltiniai negamintų stabilaus, matomo juostų rašto?

• 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. Sveiki atvykę prie Jingo dvigubo plyšio
2. Pasirink dvigubą plyšį
3. Spausk Leisti
4. Šviesios ir tamsios juostos
5. Atidaryk Savybių skydą
6. Tau pavyko!

Atidaryk interaktyvią simuliaciją, sukurk sceną, spausk Leisti ir tyrinėk su gyvais matavimais bei vedama instrukcija.

Atidaryk interaktyvią laboratoriją →

Atsisiųsti darbo lapą →

Interferencija ir difrakcija