Podwójna szczelina Younga: mierzenie długości fali światła

1 · Prognoza

Światło przechodzące przez dwie blisko rozstawione szczeliny tworzy na ekranie wzór jasnych i ciemnych prążków. Czy zbliżenie szczelin do siebie robi prążki ciaśniejsze czy szerzej rozstawione?

• Węższy rozstaw prążków przy bliższych szczelinach.
• Rozstaw prążków nie zależy od rozstawu szczelin.
• Szerzej — mniejszy rozstaw szczelin bardziej rozprasza wzór prążków.

2 · Przygotowanie

1. Otwórz preset young-double-slit i naciśnij Reset. Długość fali światła to 550 nm; ekran leży 100 cm od szczelin.
2. Włącz odczyt rozstawu prążków.
3. Ustaw rozstaw szczelin dla każdej próby i zapisz wynikowy rozstaw prążków na ekranie.

3 · Zbieranie danych

Narysuj rozstaw prążków y (oś y) względem 1/d (oś x) dla trzech prób. Czy prosta przechodzi przez początek układu?

4 · Analiza

1. Dla jednej próby oblicz y = λL/d przy λ = 550 nm; L = 100 cm (starannie przeliczając jednostki, by uzyskać y w mm). Porównaj z tabelą.
2. Wyjaśnij, używając y = λL/d, dlaczego mniejszy rozstaw szczelin d daje prążki ROZSTAWIONE SZERZEJ — odwrotność pierwszego przypuszczenia.

5 · Rozszerzenie

1. Ten eksperyment można odwrócić: zmierz rozstaw prążków, rozstaw szczelin i odległość ekranu, a potem rozwiąż dla λ. Tak fizycy po raz pierwszy dokładnie zmierzyli długość fali światła widzialnego. Wyjaśnij, dlaczego bardzo mały rozstaw szczelin d (w porównaniu z długościami fal światła widzialnego) jest potrzebny, by wytworzyć wzór prążków na tyle szeroki, by go zobaczyć i zmierzyć.
2. Oryginalny eksperyment Younga wymagał, by światło z obu szczelin było spójne (stała relacja faz), by dać stabilny wzór interferencyjny — używając jednego małego źródła oświetlającego obie szczeliny, a nie dwóch osobnych lamp. Dlaczego dwa niezależne, nieskorelowane źródła światła nie dałyby stabilnego, widocznego wzoru prążków?

Fizyka tego eksperymentu

← Wróć do eksperymentu