Optika

Junga dubultsprauga

Divas koherentas spraugas interferē, dodot vienmēr izvietotas gaišas joslas — Δy = λL/d. Palejini d, un joslas saspiežas kopā.

Junga dubultsprauga — interaktīva Optika simulācija. Divas koherentas spraugas interferē, dodot vienmēr izvietotas gaišas joslas — Δy = λL/d. Palejini d, un joslas saspiežas kopā. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Junga dubultsprauga

Divas koherenta spraugās interferē, dodot vienmēr izvietotas gaišas joslas — Δy = λL/d. Palejini d, un joslas saspiežas kopā.

Koherenti avoti no divām spraugām rada no ceļa garuma atkarīgu fāzi. Stiprinoša interference pie Δy = λL/d dod vienmēr izvietotas gaišas joslas. Šaurāks spraugu atstatums d saspiež joslas; garāks viļņa garums izpleš — Junga klasiskais gaismas viļņu dabas demonstrējums.

• Δy = λL/d
• Stiprinošas joslas

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Gaisma, izejot cauri divām cieši novietotām spraugām, rada gaišu un tumšu joslu rakstu uz ekrāna. Vai spraugu pietuvināšana padara joslas ciešāk vai platāk izvietotas?

Prognozes, ko svērt

• Ciešāka izvietojuma tuvākām spraugām.
• Joslu atstatums nav atkarīgs no spraugu atstatuma.
• Platāk — mazāks spraugu atstatums izpleš joslu rakstu vairāk.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Spraugu atstatums d (µm)

Ko tu mēri:

• Joslu atstatums y (mm)

Kā izpēte norit

1. Atver Junga dubultspraugas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Gaismas viļņa garums ir 550 nm; ekrāns sēž 100 cm no spraugām.
2. Ieslēdz joslu atstatuma rādījumu.
3. Iestati spraugu atstatumu katram mēģinājumam un ieraksti iegūto joslu atstatumu uz ekrāna.

Noteicošais vienādojums

Dubultspraugas joslu atstatums — Δy = λL/d

Divas koherentas spraugas ar atstatumu d rada interferences joslas uz ekrāna attālumā L, izvietotas ar y = λL/d. Tuvākas spraugas (mazāks d) izpleš rakstu platāk; garāks viļņa garums arī paplašina atstatumu.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini y = λL/d ar λ = 550 nm, L = 100 cm (rūpīgi pārvēršot vienības, lai iegūtu y mm). Salīdzini ar tabulu.
• Izskaidro, izmantojot y = λL/d, kāpēc mazāks spraugu atstatums d rada PLATĀK izvietotas joslas — pretēji tam, ko tu varētu sākumā minēt.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Šis eksperiments var darboties apgriezti: izmēri joslu atstatumu, spraugu atstatumu un ekrāna attālumu, tad atrisini λ. Tā fiziķi pirmo reizi precīzi izmērīja redzamās gaismas viļņa garumu. Izskaidro, kāpēc ļoti mazs spraugu atstatums d (salīdzinājumā ar redzamās gaismas viļņa garumiem) ir vajadzīgs, lai radītu joslu rakstu, kas pietiekami plats, lai redzētu un izmērītu.
• Junga sākotnējais eksperiments pieprasīja, lai gaisma no abām spraugām būtu koherenta (fiksēta fāžu sakarība), lai radītu stabilu interferences rakstu — izmantojot vienu sīku avotu, kas apgaismo abas spraugas, nevis divas atsevišķas lampas. Kāpēc divi neatkarīgi, nekorelēti gaismas avoti neradītu stabili redzamu joslu rakstu?

• 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. Sveicināts Junga dubultspraugas eksperimentā
2. Atlasīts dubultspraugu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Gaišās un tumšās joslas
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Interference un difrakcija