Difração de fenda única: um tipo diferente de padrão

1 · Prever

A luz que passa através de uma ÚNICA fenda estreita também se espalha em um padrão em uma tela (difração), com uma faixa central brilhante flanqueada por franjas mais escuras. Uma fenda mais larga espalha esse padrão de difração mais ou menos do que uma fenda mais estreita?

2 · Preparar

  1. Abra a predefinição de fenda única e pressione Redefinir. O comprimento de onda da luz é 550 nm; a tela fica a 100 cm da fenda.
  2. Habilite a leitura da primeira posição mínima.
  3. Defina a largura da fenda para cada tentativa e registre a posição da primeira franja escura (mínimo).

3 · Coletar Dados

Largura da fenda a (µm)Primeira posição mínima y (mm)
20.00
40.00
60.00

Plote a posição do primeiro mínimo y (eixo y) em função de 1/a (eixo x) para os seus três testes.

4 · Analisar

  1. Para uma tentativa, calcule y = λL/a usando λ = 550 nm, L = 100 cm (convertendo unidades para obter y em mm - esta é a posição da PRIMEIRA franja escura, m = 1). Compare com a tabela.
  2. Compare o formato desta fórmula com a fórmula da franja de fenda dupla, mas observe que ela usa a LARGURA a da fenda única em vez de uma separação entre duas fendas. Explique por que uma fenda única mais estreita produz um padrão de difração central MAIS AMPLO - contrariando a intuição, mas consistente com a mesma escala 1/largura.

5 · Aprofundar

  1. Essa mesma física (aberturas mais estreitas difratam mais a luz) estabelece um limite fundamental para a nitidez com que qualquer lente ou telescópio pode focar ou resolver detalhes finos – o limite de difração. Explique por que uma abertura maior do telescópio (como o espaçamento mais amplo da fenda dupla) proporciona um poder de resolução mais nítido, e não mais desfocado.
  2. O padrão de difração de uma fenda única tem uma banda central brilhante com bandas laterais progressivamente mais escuras; o padrão de interferência de uma fenda dupla tem muitas franjas brilhantes estreitamente espaçadas de brilho semelhante, todas dentro de um envelope de difração de fenda única mais amplo. Explique por que um experimento real de fenda dupla (com fendas de largura diferente de zero) mostra AMBOS os efeitos combinados.

← Voltar para o experimento

Óptica

138 folhas de laboratório de física gratuitas para imprimir