Optikk

Youngs dobbeltspalte

To koherente spalter interfererer og gir jevnt fordelt lyse striper — Δy = λL/d. Utvid d, og stripene tettes sammen.

Youngs dobbeltspalte — interaktiv Optikk-simulering. To koherente spalter interfererer og gir jevnt fordelt lyse striper — Δy = λL/d. Utvid d, og stripene tettes sammen. Gratis virtuell fysikk-lab i nettleseren med SI-målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Youngs dobbeltspalte

To koherente spalter interfererer og gir jevnt fordelt lyse striper — Δy = λL/d. Utvid d, og stripene tettes sammen.

Koherente kilder fra to spalter gir fasedependans av veilengde. Konstruktiv interferens ved Δy = λL/d gir jevnt fordelt lyse striper. Mindre spaltemellomrom d tetter stripene sammen; lengre bølgelengde sprer dem — Youngs klassiske demonstrasjon av lysets bølgenatur.

• Δy = λL/d
• Konstruktive striper

Undersøkelsesgrunnlag

Planlegg spørsmålet før du åpner labben

Oppgavegrunnlaget speiler den forhåndsgenererte siden: problemstilling, konkurrerende prediksjoner, variabelroller, styrende lover, oppsett, analyse og videreutviklingsoppgaver forblir synlige og i denne rekkefølgen.

Problemstilling

Lys som passerer gjennom to tett plasserte spalter skaper et mønster av lyse og mørke striper på en skjerm. Gjør det å flytte spaltene nærmere hverandre stripene tettere eller bredere fordelt?

Prediksjoner å veie

• Smalere mellomrom for nærmere spalter.
• Stripermellomrommet avhenger ikke av spaltemellomrommet.
• Bredere — mindre spaltemellomrom sprer stripemønsteret mer ut.

Variabelroller

Hva du setter:

• Spaltemellomrom d (µm)

Hva du måler:

• Stripemellomrom y (mm)

Hvordan undersøkelsen foregår

1. Åpne Youngs-dobbeltspalte-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Lysbølgelengden er 550 nm; skjermen ligger 100 cm fra spaltene.
2. Aktiver stripermellomrom-avlesningen.
3. Sett spaltemellomrommet for hvert forsøk og registrer det resulterende stripermellomrommet på skjermen.

Styrende likning

Dobbeltspalte-stripemellomrom — Δy = λL/d

To koherente spalter adskilt av avstand d produserer interferensstriper på en skjerm ved avstand L, fordelt med y = λL/d. Nærmere spalter (mindre d) sprer mønsteret bredere; en lengre bølgelengde utvider også mellomrommet.

Hva det utskrivbare arbeidsarket ber elevene finne ut

• For ett forsøk, beregn y = λL/d med λ = 550 nm, L = 100 cm (med omhyggelig enhetskonvertering for å få y i mm). Sammenlign med tabellen.
• Forklar, med y = λL/d, hvorfor mindre spaltemellomrom d produserer BREDERE fordelt striper — det motsatte av hva man først skulle gjette.

Hvor dette dukker opp utenfor labben

• Dette eksperimentet kan kjøres i revers: mål stripermellomrommet, spaltemellomrommet og skjermavstanden, og løs deretter for λ. Slik målte fysikere først presist bølgelengden til synlig lys. Forklar hvorfor et svært lite spaltemellomrom d (sammenlignet med synlige lysbølgelengder) er nødvendig for å produsere et stripemønster bredt nok til å se og måle.
• Youngs opprinnelige eksperiment trengte at lyset fra begge spaltene var koherent (et fast faseforhold) for å produsere et stabilt interferensmønster — ved å bruke én enkelt liten kilde som belyste begge spaltene, i stedet for to separate lamper. Hvorfor ville ikke to uavhengige, ukorrelerte lyskilder produsere et stabilt, synlig stripemønster?

• 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. Velkommen til Youngs dobbeltspalte
2. Velg dobbeltspalten
3. Trykk Spill av
4. Lyse og mørke striper
5. Åpne Egenskaper-panelet
6. Du klarte det!

Åpne den interaktive simuleringen for å bygge scenen, trykk Spill av, og utforsk med målinger i sanntid og en veiledet gjennomgang.

Åpne interaktiv lab →

Last ned arbeidsark →

Interferens og diffraksjon