Vienas spraugas difrakcija: citāda tipa raksts
1 · Prognozē
Gaisma, izejot cauri VIENAI šaurai spraugai, arī izpletas rakstā uz ekrāna (difrakcija), ar gaišu centrālo josmu, ko ieskauj blāvākas joslas. Vai platāka sprauga izpleš šo difrakcijas rakstu vairāk vai mazāk nekā šaurāka sprauga?
- Mazāk — platāka sprauga rada šaurāku, ciešāk koncentrētu difrakcijas rakstu.
- Platāka sprauga izpleš rakstu vairāk.
- Spraugas platums neietekmē difrakcijas raksta izplatījumu.
2 · Iestati
- Atver vienas spraugas eksperimentu un nospied Atiestatīt. Gaismas viļņa garums ir 550 nm; ekrāns sēž 100 cm no spraugas.
- Ieslēdz pirmā minimuma novietojuma rādījumu.
- Iestati spraugas platumu katram mēģinājumam un ieraksti pirmās tumšās joslas (minimuma) novietojumu.
3 · Vāc datus
| Spraugas platums a (µm) | Pirmā minimuma novietojums y (mm) |
|---|---|
| 20.00 | |
| 40.00 | |
| 60.00 |
Zīmē pirmā minimuma novietojumu y (y ass) pret 1/a (x ass) saviem trim mēģinājumiem.
4 · Analizē
- Vienam mēģinājumam izrēķini y = λL/a ar λ = 550 nm, L = 100 cm (pārvēršot vienības, lai iegūtu y mm — šis ir PIRMĀS tumšās joslas novietojums, m = 1). Salīdzini ar tabulu.
- Salīdzini šīs formulas formu ar dubultspraugas joslu formulu, bet ievēro, ka tā izmanto vienas spraugas PLATUMU a, nevis atstatumu starp divām spraugām. Izskaidro, kāpēc šaurāka viena sprauga rada PLATĀKU centrālo difrakcijas rakstu — pretēji intuīcijai, bet konsekventi ar to pašu 1/platums skalēšanu.
5 · Paplašina
- Šī pati fizika (šaurākas atveres difrangē gaismu vairāk) nosaka fundamentālu robežu tam, cik asi jebkura lēca vai teleskops var fokusēt vai izšķirt sīkas detaļas — difrakcijas robeža. Izskaidro, kāpēc lielāka teleskopa atvere (kā dubultspraugas platākais atstatums) dod asāku izšķirtspēju, nevis miglaināku.
- Vienas spraugas difrakcijas rakstam ir viena centrālā gaišā josma ar pakāpeniski blāvākām sānu joslām; dubultspraugas interferences rakstam ir daudzas cieši izvietotas līdzīga spilgtuma gaišas joslas, visas jājoties virsū platākai vienas spraugas difrakcijas apvalkā. Izskaidro, kāpēc īsts dubultspraugas eksperiments (ar spraugām ar nenulles platumu) patiesībā rāda ABUS efektus apvienotus.
Optika
- Savācējlēca: reāli tēli aiz 2f
- Fokuss: kur tēli aizbēg uz bezgalību
- Lēca kā palielināmais stikls
- Izkliedētājlēca: vienmēr virtulāls, vienmēr samazināts
- Ieliekts spogulis: reāli tēli kā savācējlēca
- Izliekts spogulis: vienmēr samazināts virtulāls tēls
- Plakans spogulis: īpašs, invariantais gadījums
- Šķietamais dziļums: kāpēc baseins izskatās seklāks, nekā ir
- Pilnīga iekšējā atstarošana: robežleņķis
- Divu lēcu relejs: tēlu ķēdēšana kopā
- Saliktais mikroskops: divas lēcas augstam palielinājumam
- Fotopalielinātājs: divas lēcas reālam, lielākam tēlam