Optică

Difracție la fantă simplă

O fantă unică împrăștie lumina într-un maxim central larg, cu lobi laterali mai slabi; prima bandă întunecată este la a·sinθ = λ.

Difracție la fantă simplă — simulație interactivă de Optică. O fantă unică împrăștie lumina într-un maxim central larg, cu lobi laterali mai slabi; prima bandă întunecată este la a·sinθ = λ. Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Difracție la fantă simplă

O fantă unică împrăștie lumina într-un maxim central larg, cu lobi laterali mai slabi; prima bandă întunecată este la a·sinθ = λ.

O apertură unică difractează lumina într-un tipar în formă de sinc. Prima franjă întunecată apare când a sin θ = λ, fixând lățimea unghiulară a lobului central. Fantele mai înguste lărgesc tiparul — limita rezoluției optice și baza rețelelor de difracție.

• a sin θ = mλ
• Maxim central lat

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Lumina care trece pr-o SINGURĂ fantă îngustă se răspândește și ea într-un tipar pe un ecran (difracție), cu o bandă centrală luminoasă flancată de franje mai slabe. Răspândește o fantă mai lată acest tipar de difracție mai mult sau mai puțin decât una mai îngustă?

Predicții de cântărit

• Mai puțin — o fantă mai lată produce un tipar de difracție mai îngust, mai strâns confinat.
• O fantă mai lată răspândește tiparul mai mult.
• Lățimea fantei nu afectează răspândirea tiparului de difracție.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Lățimea fantei a (µm)

Ce măsori:

• Poziția primului minim y (mm)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea single-slit și apasă Resetează. Lungimea de undă a luminii este 550 nm; ecranul stă la 100 cm de fantă.
2. Activează citirea poziției primului minim.
3. Setează lățimea fantei pentru fiecare încercare și înregistrează poziția primei franje întunecate (minim).

Ecuația guvernantă

Primul minim de difracție al fantei unice — a·sinθ = mλ

O fantă unică de lățime a își produce prima franjă întunecată (minim) la unghiul/poziția y = λL/a pe un ecran la distanța L — ACEEAȘI formă de formulă ca depărtarea franjelor de fantă dublă, dar guvernată de lățimea proprie a fantei, nu de o depărtare între două fante.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează y = λL/a folosind λ = 550 nm, L = 100 cm (convertind unități pentru a obține y în mm — aceasta este poziția PRIMEI franje întunecate, m = 1). Compară cu tabelul.
• Compară forma acestei formule cu formula franjelor de fantă dublă, dar observă faptul că folosește LĂȚIMEA a fantei unice, nu o depărtare între două fante. Explică de ce o fantă unică mai îngustă produce un tipar central de difracție MAI LARG — contrar intuiției, dar consecvent cu aceeași scalare 1/lățime.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Aceeași fizică (aperturile mai înguste difractă lumina mai mult) stabilește o limită fundamentală pentru cât de abrupt poate focaliza orice lentilă sau telescop sau rezolva detalii fine — limita de difracție. Explică de ce o apertură mai mare de telescop (ca depărtarea mai largă de la fantă dublă) dă putere de rezoluție mai bună, nu mai rea.
• Tiparul de difracție al unei fante unice are o bandă centrală luminoasă cu benzi laterale progresiv mai slabe; tiparul de interferență al fantelor duble are multe franje luminoase strâns depărtate, de luminozitate similară, toate călărind într-o anvelopă de difracție de fantă unică mai lată. Explică de ce un experiment real cu fantă dublă (cu fante de lățime nenulă) arată de fapt AMBELE efecte combinate.

• 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. Bine ai venit la Fantă unică
2. Selectează fanta
3. Apasă Pornește
4. Maxim central lat
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Interferență și difracție