Diffractie aan één spleet: een ander soort patroon

1 · Voorspel

Ook licht dat door ÉÉN nauwe spleet gaat, spreidt zich uit in een patroon op een scherm (diffractie), met een heldere centrale band geflankeerd door zwakkere strepen. Spreidt een bredere spleet dit diffractiepatroon meer of minder uit dan een smallere?

• Minder — een bredere spleet produceert een smaller, sterker samengetrokken diffractiepatroon.
• Een bredere spleet spreidt het patroon meer uit.
• De spleetbreedte beïnvloedt de spreiding van het diffractiepatroon niet.

2 · Opstelling

1. Open de voorinstelling single-slit en druk op Herstel. De golflengte van het licht is 550 nm; het scherm staat 100 cm van de spleet.
2. Zet de aflezing van de positie van het eerste minimum aan.
3. Stel voor elke meting de spleetbreedte in en noteer de positie van de eerste donkere streep (minimum).

3 · Verzamel gegevens

Zet voor je drie metingen de positie van het eerste minimum y (y-as) uit tegen 1/a (x-as).

4 · Analyseer

1. Reken voor één meting y = λL/a uit met λ = 550 nm, L = 100 cm (reken de eenheden om zodat y in mm uitkomt — dit is de positie van de EERSTE donkere streep, m = 1). Vergelijk met de tabel.
2. Vergelijk de vorm van deze formule met de strepenformule voor de dubbele spleet, maar merk op dat ze de BREEDTE a van de enkele spleet gebruikt in plaats van een afstand tussen twee spleet. Leg uit waarom een smallere enkele spleet een BREDER centraal diffractiepatroon oplevert — tegen de intuïtie in, maar consistent met dezelfde 1/breedte-schaling.

5 · Verdiep

1. Dezelfde natuurkunde (smallere openingen diffracteren licht meer) stelt een fundamentele limiet aan hoe scherp elke lens of telescoop kan scherpstellen of fijn detail kan oplossen — de diffractielimiet. Leg uit waarom een grotere telescoopopening (zoals de grotere spleetafstand bij de dubbele spleet) een scherper oplossend vermogen geeft, geen waziger.
2. Het diffractiepatroon van een enkele spleet heeft één centrale heldere band met steeds zwakkere zijbanden; het interferentiepatroon van een dubbele spleet heeft veel dicht op elkaar staande heldere strepen van vergelijkbare helderheid, allemaal liggend binnen een bredere diffractie-envelop van één spleet. Leg uit waarom een echt dubbele-spleet-experiment (met spleten van niet-nul breedte) in werkelijkheid BEIDE effecten gecombineerd laat zien.

De natuurkunde achter dit experiment

← Terug naar experiment

138 gratis printbare labwerkbladen voor natuurkunde