Youngs dobbeltspalte: å måle lysets bølgelengde

1 · Prediker

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?

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

2 · Oppsett

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.

3 · Samle inn data

Plott stripermellomrom y (y-akse) mot 1/d (x-akse) for dine tre forsøk. Er linjen rett gjennom origo?

4 · Analyser

1. 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.
2. Forklar, med y = λL/d, hvorfor mindre spaltemellomrom d produserer BREDERE fordelt striper — det motsatte av hva man først skulle gjette.

5 · Utvid

1. 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.
2. 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?

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark